Система Raspberry Pi Virtual Reality (PiVR) — это универсальный инструмент для представления сред виртуальной реальности маленьким свободно перемещающимся животным (таким как мухи и личинки рыб). Использование PiVR вместе с такими методами, как оптогенетика, облегчит картирование и характеристику нейронных цепей, вовлеченных в поведение. Результаты исследования публикует журнал PLOS Biology.
PiVR состоит из поведенческой арены, камеры, микрокомпьютера Raspberry Pi, светодиодного контроллера и сенсорного экрана. Эта система может реализовать петлю обратной связи между поведенческим отслеживанием в реальном времени и доставкой стимула. PiVR — это универсальная, настраиваемая система, которая стоит менее $500, ее сборка занимает менее шести часов (с использованием 3D-принтера). Цель разработки — быть доступной широкому кругу исследователей в области неврологии.
В новом исследовании ученые использовали свою систему PiVR, чтобы представить виртуальные реальности маленьким, свободно перемещающимся животным, во время оптогенетических экспериментов. Оптогенетика — это метод, который позволяет исследователям использовать свет для контроля активности нейронов у живых животных. В свою очередь это позволяет им исследовать причинно-следственные связи между активностью генетически помеченных нейронов и определенным поведением.
В качестве подтверждения концепции исследователи использовали PiVR для изучения сенсорной навигации в ответ на градиенты химических веществ и света у ряда животных. Они показали, как личинки плодовой мухи изменяют свои движения в ответ на реальные и виртуальные градиенты запаха. Затем они продемонстрировали, как взрослые мухи меняют скорость движения, чтобы избежать мест, связанных с горькими вкусами. Их вызвала оптогенетическая активация горько-чувствительных нейронов мух.
Кроме того, ученые показали, что личинки рыбок данио изменяют свои маневры поворота в ответ на изменения интенсивности света, имитирующие пространственные градиенты. По мнению авторов, PiVR представляет собой технологию, которая должна дать возможность многим лабораториям характеризовать поведение животных и изучать функции нервных цепей.
Больше, чем когда-либо, нейробиология основана на технологиях. Да, интеграция новой междисциплинарной методологии в лабораторию может быть пугающей. С PiVR нашей целью было сделать парадигмы виртуальной реальности доступными для всех, от профессиональных ученых до школьников. PiVR должен помочь демократизировать передовые технологии для изучения поведения и функций мозга.
Дэвид Тадрес, Матье Луи, авторы исследования
Читать также
Посмотрите на огромную «стену» из сотни тысяч галактик позади Млечного пути
Комета NEOWISE видна в России. Где ее увидеть, куда смотреть и как сделать фото
Как Т-клетки сформировали новый иммунитет против COVID-19 и изменили статистику