科學家為老鼠開發了視野全覆蓋的完全潛行VR系統

老鼠大概是最常被人類拿來做實驗的動物了(嘆氣)。最主要有兩個原因:其一,老鼠和人類在基因組結構和生理結構類似,其二,容易飼養且生命週期短,讓人類能在短期間觀察到好幾個世代的變化。老高之前講過的「25號宇宙」就是一個例子。不過,今天要聊的沒那麼殘忍。最近,有組來自伊利諾伊州西北大學,由丹尼爾·多姆貝克(Daniel Dombeck)教授領導的研究團隊,開發出一種老鼠專用的VR系統,為未來的神經科學研究開闢了新的道路。

其實,讓老鼠玩VR並不是新鮮事,我們之前就介紹過一個讓老鼠跑的VR迷宮,科學家發現可以透過VR迷宮來增強老鼠的θ波,探討是否可以拿來治療人類阿茲海默症的研究。不過,這次發表在《Neuron》期刊的研究,是一套名為iMRSIV的VR系統,厲害的就在於超廣的視野。

論文中寫到,傳統上設計給老鼠用的VR,比較像是Teamlab那種光影技術的沉浸式體驗,把老鼠放在跑步機上,讓牠面對在大螢幕的包圍下移動,但困難點在於老鼠的雙眼視野範圍(FoV)很廣,老鼠其實看得到實驗室的周遭設備,這會大大降低老鼠的沉浸感。多姆貝克教授說:「我們可以讓牠們在虛擬迷宮中奔跑,再對牠們的大腦進行成像,看看哪些神經元正在形成記憶並記住牠們在哪裡。但其實牠們看的是一個平面的東西,沒有深度感知,老鼠可以看到不屬於投影的畫面。因此,這些線索的衝突是存在的,牠們並沒有完全參與並沉浸在環境中,沒有完全被欺騙。」

那要怎麼讓老鼠完全沉浸,讓牠們彷彿《駭客任務》、區分不出真假呢?首先,老鼠在水平和垂直FoV上,單眼都有大約140度,而雙眼重疊區域大約是40度,造就這套VR系統至少得提供水平FoV 240度以上、垂直FoV 200度以上才足夠沉浸。因此,研究團隊設計的這套iMRSIV VR系統,提供老鼠單眼180度FoV的廣視角,讓老鼠可以完全活在虛擬之中。

多姆貝克教授進一步指出,新的VR眼鏡系統不僅可消除實驗室的視覺線索,他們還在老鼠的視覺頂端呈現捕食的虛擬飛禽,進而觀測老鼠的反應。在野外中,老鼠在躲避鳥類攻擊時,本能反應就是傻住或逃跑,而實驗顯示,老鼠在VR系統的反應是與現實環境相同的。更具沉浸感的iMRSIV VR系統,能提供我們了解大腦運作的更多可能性。

雖說這副VR系統的體積比起先前老鼠用的VR已經縮小不少,但對老鼠而言還是太大,多姆貝克教授表示,下一代將要讓老鼠可以直接「戴上」。不曉得你會不會很羨慕老鼠呢,竟然能使用FoV這麼廣的VR眼鏡。別嫉妒啦,研究團隊給老鼠用的是超級低畫質的400 × 400 OLED顯示螢幕,畢竟老鼠的視覺可沒人類這麼挑啊。

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