Исследователи научили мышей играть в Quake, Hi-Tech

Мышь в установке (внизу), бегущая сквозь виртуальный лабиринт. Кадр из видеоролика авторов исследования

Исследователи разработали способ считывать активность нейронов в мозгу бегущих мышей. В новом методе задействована технология, использованная при разработке компьютерной игры Quake. Работа ученых опубликована в журнале Nature. Коротко эксперимент описан в журнале Wired.

Изучение активности нейронов во время движения животного является весьма нетривиальной задачей. Датчики, размещенные снаружи черепа, позволяют получить лишь общее представление о работе нервных клеток. Для того чтобы узнать, как активируются отдельные нейроны, необходимо проводить измерения непосредственно в мозгу. Такие измерения невозможно осуществить у бегущего животного, в частности, из-за высокой вероятности повреждений.

Новая технология позволяет помещать датчики внутрь полушарий бегущей мыши и при этом считывать активность нейронов в гиппокампе. Голова животного помещается в металлический шлем, который прочно закрепляется в специальных держателях. Сама мышь стоит на шаре, который "плавает" на воздушной подушке. Животное может бежать по шару в разных направлениях и при этом оставаться неподвижным. Расположенные рядом с шаром сенсоры улавливают, в какую сторону пытается бежать мышь.

Перед этой установкой находится экран, на котором виден виртуальный лабиринт. Выбирая то или иное направление движения на шаре, мышь может проходить по коридорам лабиринта. После того как зверь добирался до конца коридора, он получал вознаграждение. Для создания лабиринта ученые использовали исходный код движка игры Quake 2.

Полученные при помощи новой установки результаты подтвердили одну из моделей, объясняющих особенности активации нейронов у движущихся животных. Оказалось, что нервные клетки возбуждаются в определенном ритме. Анализируя его, можно сказать, где в конкретный момент времени находится мышь.

В начале года другой коллектив исследователей опубликовал работу, в которой был описан метод определения местоположения человека при движении в виртуальной комнате по активности его мозга. Ученые измеряли изменения кровотока в определенной области гиппокампа.