La realidad virtual inmersiva llega a los ratones

Gafas de realidad virtual inmersivas en miniatura, especiales para ratones, desvelan cómo se comporta el cerebro ante situaciones críticas, toda una proeza tecnológica que podría aplicarse a humanos para conocer mejor trastornos neurológicos como el autismo, la esquizofrenia o el estrés postraumático.

Un equipo de investigadores de la Universidad Northwestern ha desarrollado unas gafas de realidad virtual inmersivas para ratones que les permiten estudiar sus respuestas a amenazas aéreas por primera vez.

El dispositivo, llamado iMRSIV (Miniature Rodent Stereo Illumination VR), consiste en una pantalla curva que rodea la cabeza del ratón y le muestra imágenes tridimensionales de objetos que se acercan, como halcones o bolas.

Con este dispositivo, creado con lentes de diseño personalizado y pantallas de diodos emisores de luz orgánicos (OLED) en miniatura, los científicos pueden medir la actividad cerebral y el comportamiento de los ratones mientras experimentan estas simulaciones virtuales.

Estudiando el cerebro

Al mapear los cerebros de los ratones, los investigadores descubrieron que los cerebros de los ratones que usaban estas gafas se activaban de manera muy similar a los de los animales que se movían libremente.

Y, en comparaciones lado a lado, los investigadores notaron que los ratones que usaban gafas se relacionaban con la escena mucho más rápidamente que los ratones con sistemas de realidad virtual tradicionales.

A continuación, los investigadores utilizaron las gafas para simular una amenaza aérea, algo que antes había sido imposible con los sistemas actuales.

Para crear una amenaza aérea, los investigadores proyectaron un disco oscuro que se expandía en la parte superior de las gafas y en la parte superior del campo de visión de los ratones.

En los experimentos, los ratones, al notar el disco, corrieron más rápido o se congelaron. Ambos comportamientos son respuestas comunes a amenazas generales. Los investigadores pudieron registrar la actividad neuronal para estudiar estas reacciones en detalle.

Innovación tecnológica

El objetivo de este proyecto es entender cómo el cerebro procesa la información visual y cómo reacciona ante situaciones de peligro o estrés.

Los investigadores esperan que este método pueda aplicarse a otros modelos animales y a humanos, y que pueda contribuir a avanzar en el conocimiento de trastornos neurológicos como el autismo, la esquizofrenia o el trastorno de estrés postraumático.

El iMRSIV es una innovación tecnológica que supera las limitaciones de los sistemas de realidad virtual existentes para roedores, que suelen ser planos, estáticos y poco realistas.

En las configuraciones de realidad virtual actuales, los ratones están rodeados de pantallas que no llenan el campo de visión ni tienen profundidad 3D.

El iMRSIV, en cambio, ofrece una experiencia inmersiva y dinámica que se adapta al movimiento y a la orientación del ratón. Además, el dispositivo es ligero, portátil y fácil de usar, lo que facilita su implementación en diferentes entornos de investigación.

Los autores del estudio, publicado en la revista Neuron, son el profesor de neurobiología Daniel Dombeck y el estudiante de doctorado Alexander Mathis.

Herramienta potente

Según Dombeck, el iMRSIV es una herramienta poderosa para explorar las bases neuronales de la percepción y el aprendizaje. “Estamos muy emocionados con las posibilidades que abre este dispositivo”, explica. “Podemos crear escenarios virtuales que nunca podríamos recrear en la realidad, y ver cómo el cerebro los interpreta y los recuerda”, añade.

Mathis, por su parte, destaca el potencial del iMRSIV para estudiar el comportamiento de los ratones ante amenazas aéreas, que son un tipo de estímulo muy relevante para su supervivencia.

“Hemos observado que los ratones muestran diferentes respuestas dependiendo de la forma, el tamaño y la velocidad de los objetos que se les presentan”, explicó. “Esto nos indica que el cerebro es capaz de discriminar entre diferentes tipos de amenazas y de adaptar su conducta en consecuencia”, señala Mathis.

El equipo de investigación planea seguir utilizando el iMRSIV para investigar otros aspectos de la visión y el miedo en los ratones, así como para probar nuevas hipótesis sobre el funcionamiento del cerebro.

Referencia

Full field-of-view virtual reality goggles for mice. Domonkos Pinke et al. Neuron, December 08, 2023. DOI:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.11.019