На движке культового шутера Quake ученые создали платформу виртуальной реальности для своих лабораторных мышей. Но постапокалиптический мир – только начало эксперимента: наука требует жертв. Вместе со вживленными в мозг грызунов электродами такая «игра» помогает исследовать нейронную активность животных в движении.
Мышь, плотно закрепленная на месте, бежит по свободно вращающемуся шару, а на вогнутый экран вокруг нее проецируется изображение лабиринта
Типичный скриншот игры Quake 2 и лабиринта, показанного мыши. Для людей детализация куда лучше
Система в целом – это первый эффективный инструмент, позволяющий работать с отдельными нейронами в мозгах активного животного. Она открывает широкий простор для новых исследований механизмов двигательной активности и освоения окружающей среды. «Одно из самых “горячих” направлений современной нейронауки – это создание совершенных техник исследования мозга на уровне отдельных нейронов, - поясняет принстонский профессор Дэвид Тэнк(David Tank). – Все способности нервной системы обусловлены активностью отдельных ее клеток».
Именно команде Тэнка довелось создать такую, мягко говоря, необычную систему и провести с ней первые исследования. Ученые изучали так называемые «нейроны места», которые расположены в гиппокампе, области мозга, участвующей в процессе консолидации памяти и формировании эмоций. Нейроны места активируются, когда животное осознает, что «находится в определенном месте». Считается, что они помогают локализовать себя в пространстве, создавать и поддерживать когнитивную «карту местности». Эта группа нейронов была открыта еще в начале 1970-х, однако до сих пор о деталях их работы не известно практически ничего.
Конечно, ученые могли бы использовать такие современные методы, как МРТ, но и они не дают достаточного разрешения. Отдельные нейроны сегодня чаще изучают in vitro, на культуре клеток. Но поведение даже небольших нейронных структур «в пробирке» сильно отличается от естественного. А классический способ с вживлением электродов непосредственно в мозг животного не дает возможности изучать, как меняется активность нейронов при движении – скажем, по сложному лабиринту.
«Мы просто нашли способ снимать активность нейронов, оставив голову животного зафиксированной, - добавляет Дэвид Тэнк, - при этом ведет оно себя в точности так, как при обычном движении по лабиринту – для мыши виртуальность совершенно реальна». Добавим, что способ этот довольно изощрен.
Итак, голова лабораторного животного плотно фиксировалась в металлическом шлеме с электродами, а ноги могли двигаться пенопластовому шару. Шар, поддерживаемый снизу потоком воздуха, свободно вращался в любом направлении, как мячик для пинг-понга в струе ветра из пылесоса. Сама мышь при этом, конечно, оставалась на месте. А на шаре укреплены были компьютерные мыши, которые, регистрируя его вращение, позволили отслеживать перемещение мыши.
Эти движения попадают в компьютер, на котором работает программа, создающая виртуальную реальность. Разработанная на движке легендарной игры-«стрелялки» Quake 2, она передавала изображение на проектор, а тот уже создавал изменяющиеся стены, пол и потолок на вогнутом экране, расположенном вокруг мыши. Животное оказывалось в виртуальном лабиринте. Только вместо аптечек, красных и желтых ключей, нового оружия и боезапаса в нужных локациях мышь вознаграждалась глотками воды из подведенной к ее рту трубки.
И, конечно, главное. В гиппокамп мыши внедрялись тонкие – микрометрового диаметра – стеклянные трубки, заполненные физраствором. Проводя ток, они служат удобными датчиками электрической активности отдельных клеток.
В первых опытах ученые «гоняли» мышей по прямому коридору, в конце которого их ждала награда. Понемногу эксперимент усложняли, заставляя животных двигаться в простом лабиринте – и, разумеется, отслеживая все детали активности клеток их гиппокампа. Сложная экспериментальная установка оправдала себя.
Группе Тэнка впервые удалось показать некоторые особенности активации нейронов места. В частности, было показано, что в ответ на определенные локации в гиппокампе действительно наблюдается активизация специфических нейронных паттернов. При этом меняется не только мембранный потенциал клетки, но и усиливаются некоторые ее внутренние циклические процессы. Впрочем, эти детали выходят уже за рамки нашей «Популярной Механики».
Зарегистрируйтесь сейчас и получите 100 баллов себе на счет! А разместив ссылку на этот материал Вы получите дополнительные баллы за каждый переход по ней. Подробнее об условиях акции читайте в правилах.
ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ
УТОЧНЕНИЕ ГРАНИЦ Настоящие пришельцы
Зонд IBEX уточнил наши представления о том, что происходит за пределами Солнечной системы,...
03/02/12 6
НАНОТРУБКИ И БЕЛКИ
Новый удивительный метод позволяет наблюдать отдельные молекулы белка – и обещает решить н...
03/02/12 1
СКВОЗЬ ЛЕД Загадочный Восток
Среди прочих событий, напоминающих о столетии героического достижения Южного полюса экспед...
02/02/12 16
ДЫРА КАК ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Рождение во вспышке
В далеких галактиках исследован редкий и удивительный феномен – вспышка звездообразования,...
01/02/12 31
Вот так же проводят эксперименты и над публикой, которая любит поиграть.
Ну к примеру, игра - это самый эффективный способ программирования...
Кто сказал что в этих играх не заложено нечто, что каким то образом влияет на сознание играющего....
Разве кто либо эти игры проверяет на наличие каких либо подобных вещей? - Нет!!!
А есть ли какие нибудь специальные методы определения - есть ли в игре скрытые методы воздействия на сознание или нет? - Нет!!!
А есть ли хотя бы организации, которые бы занимались подобным контролем? - Нет!!!
Знаю реальный факт, в достоверности которого я уверен на все 100%...
Человек скачал с сайта BMW игру - гонка рекламного характера BMW Challange.
Поиграл 20-30 минут, после чего, при том что сознание было ясным, начались визуальные искажения, причем очень очевидные.
Единственной причиной таких глюков могла быть только игра, что либо другое исключено.
эмм на скриншоте точне не quake 1,2 или 3.
может быть 4, но я не уверен что это вообще quake.
Странно, если уж подбирали скриншот, то могли бы поточней это сделать (в интернете полно любых скриншотов)
29927
