Die Suche nach realistischen virtuellen Umgebungen
Aufgrund der Ähnlichkeit der Gehirnneuronen beider Arten verlassen sich Wissenschaftler seit langem auf die Untersuchung von Mäusen, um Einblicke in die Komplexität des menschlichen Gehirns zu gewinnen. Allerdings war die Schaffung immersiver virtueller Umgebungen für diese Nagetiere aufgrund des Mangels an geeigneter Technologie schon immer eine Herausforderung. An der Northwestern University haben Forscher kürzlich eine bemerkenswerte Lösung vorgestellt: Virtual-Reality-Linsen, die speziell für Mäuse entwickelt wurden. Mit einem Durchmesser von nur 12 Millimetern transportieren diese VR-Brillen Mäuse in virtuelle Umgebungen, die sie als real wahrnehmen. Durch die Analyse ihrer Reaktionen wollen die Forscher unser Verständnis darüber vertiefen, wie Mäuse und menschliche Gehirne Angst, Furcht und posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) verarbeiten. Daniel Dombeck, einer der an der Studie beteiligten Forscher, erklärte, dass scheinbar unkonventionelle Projekte wie dieses oft zu bahnbrechenden Entdeckungen im Bereich der menschlichen Gesundheit und Krankheit führen.
Wegweisende VR-Ausrüstung in Mausgröße
Frühere Versuche, Mäuse in virtuelle Umgebungen einzutauchen, bestanden darin, sie mit Computerbildschirmen zu umgeben. Diese Versuche scheiterten jedoch oft, da Mäuse die Künstlichkeit der Darstellungen leicht erkennen konnten. Darüber hinaus verfügen Mäuse über ein größeres Sichtfeld von etwa 160 Grad pro Auge und übertreffen damit das des Menschen. Dennoch erkannten Forscher angesichts der enormen Fortschritte in der Virtual-Reality-Technologie im letzten Jahrzehnt die Möglichkeit, speziell auf Mäuse zugeschnittene Geräte zu entwickeln. Mithilfe von Unity, einer 3D-Videospielanwendung, schuf das Team ein faszinierendes virtuelles Feld mit einem kleinen Tunnel und einer Wasserröhre. Um Bilder der Gehirne der Mäuse während ihres VR-Erlebnisses aufzunehmen, wurde ein Zwei-Photonen-Mikroskop über ihren Köpfen positioniert.
Die Wunder von Mouse VR: Angstreaktionen enthüllen
Nachdem sie die Genehmigung des Tierschutzausschusses von Northwestern erhalten und eine Gruppe von 14 Labormäusen zusammengestellt hatten, begannen die Forscher mit ihren Experimenten. Nachdem sie die VR-Brille aufgesetzt hatten, begannen die Mäuse sofort damit, die virtuelle Grasebene zu erkunden. Im Laufe einer Woche trugen die Mäuse die Schutzbrillen täglich etwa 40 Minuten lang, um sich an die virtuelle Umgebung zu gewöhnen. Während ihrer Läufe durch das virtuelle Feld erschien plötzlich eine schwarze Scheibe am Himmel, etwa zwanzig Zentimeter von den Mäusen entfernt. Die Scheibe „angriff“ die Mäuse dreimal. Selbst ohne die Verwendung virtueller Bilder von Eulen, die ursprünglich als notwendig erachtet wurden, um eine Angstreaktion hervorzurufen, zeigten die Mäuse eine Kampf-oder-Flucht-Reaktion als Reaktion auf die Bewegungen der Scheibe. Dombeck, Professor für Neurobiologie, beobachtete, dass einige Mäuse sogar Minuten oder Stunden nach der Begegnung Angstneuronen zeigten, was auf ein mögliches Wiedererleben der Erfahrung schließen lässt. Die Forscher gehen davon aus, dass diese Technologie zukünftige Untersuchungen darüber ermöglichen könnte, wie Angstmedikamente die Reaktionen von Mäusen auf Stress beeinflussen.
Neurowissenschaften durch technologischen Fortschritt vorantreiben
Dombeck betonte die Einschränkungen, die unserem Verständnis des Gehirns durch die Technologie auferlegt werden. Mit der Entwicklung innovativer Werkzeuge wie dieser VR-Brille für Mäuse können Wissenschaftler jedoch die Grenzen unseres Wissens erweitern und tiefgreifende Entdeckungen im Bereich der Neurowissenschaften machen. Durch die Überbrückung der Lücke zwischen Realität und virtueller Realität hoffen Forscher, neue Einblicke in das menschliche Gehirn zu gewinnen und die Ergebnisse im Gesundheitswesen zu verbessern.