讓老鼠戴上 VR 眼鏡!研究獵物被追捕時先天「印記」反應的新方法

VR 虛擬實境頭戴式裝置給人身臨其境的沉浸式感受,讓遊戲玩家感受到前所未有的新體驗,但 VR 裝置也帶給部分遊戲玩家前所未有的副作用──暈眩感。令人驚訝的是,美國西北大學(Northwestern University)的科學家團隊竟然特別為實驗室老鼠打造專屬的 VR 眼鏡,難道是要研究老鼠戴久了也會出現頭昏狀況?原來此舉全為了研究老鼠的大腦活動。

過去,科學家曾透過在老鼠周圍放置平面顯示器來研究老鼠大腦活動,但該設置在模擬真實環境上有很大的局限性。如今美國西北大學研究團隊開發出能為老鼠營造更身臨其境體驗感受的「微型齧齒動物立體光照虛擬實境」(Miniature Rodent Stereo Illumination VR,iMRSIV)系統,這也是第一次科學家能為老鼠模擬出來自頭頂上的威脅,並將老鼠的大腦活動繪製出來。該團隊已將研究成果發表在知名的《Neuron》期刊上。

由於老鼠不能像人類一樣乖乖地將 VR 眼鏡戴在頭上,所以科學家特別為老鼠製作一個專用的跑步機,同時將 iMRSIV 系統安裝在跑步機前面的特製支架上,如此便能在老鼠原地跑步時將它的整個視野包覆起來。

在實際測試中,老鼠對於新 VR 環境的適應速度似乎比舊有平面顯示器的設置環境來得更快。為了模擬猛禽從老鼠頭頂俯衝而下的威脅感,研究小組在顯示器的頂部繪製了不斷擴大的黑點。研究人員表示,老鼠對這種威脅的反應,不是一種後天習得行為( learned behavior),而是一種先天的基因「印記行為」( imprinted behavior),它在老鼠大腦裡形成了連結神經迴路。

透過特製的 iMRSIV 系統,便能將老鼠各種身體反應,包括嚇到原地不動、加速逃跑,甚至它們的神經活動全都記錄下來。研究團隊接下來打算將老鼠被捕食的場景及角色加以顛倒,以便研究老鼠扮演捕食昆蟲之獵食者角色的不同反應與動作。

(首圖來源:Northwestern University