Hoewel het misschien klinkt als een leuk cadeau voor je rat, heeft een nieuwe set virtual reality-brillen een serieuzer doel. Hun uitvinders zeggen dat ze het onderzoek naar de ziekte van Alzheimer en andere hersenziekten kunnen helpen bevorderen.

Iedereen die een rat door een doolhof heeft zien rennen, weet dat dit dier vaak wordt gebruikt in onderzoek om te begrijpen hoe de hersenen werken. Dit jaar nog hebben onderzoeken bij knaagdieren bijvoorbeeld aangetoond dat het activeren van bepaalde hersencellen niet alleen de veroudering vertraagt, maar ook hun levensduur verlengt. Een ander onderzoek uit 2024 liet zien hoe de hersenen drie kopieën van herinneringen opslaan. Uit een onderzoek van vorig jaar bleek hoe hersenaanpassingen ervoor zorgden dat muizen minder sliepen, maar zich net zo wakker voelden alsof ze langer hadden gerust.

Muisstudies zijn ook van cruciaal belang om de oorzaak van de ziekte van Alzheimer te achterhalen. Onderzoekers van Cornell University die de nieuwe bril hebben uitgevonden, hadden bijvoorbeeld eerder een verminderde bloedstroom in de hersenen van zieke muizen ontdekt.

"Het is heel spannend vanuit het perspectief van, hé, misschien kun je iets doen voor de ziekte van Alzheimer om een ​​cognitieve functie te herstellen", zegt hoofdonderzoeker Chris Schaffer. "De volgende stap is om te onthullen hoe een verbeterde bloedstroom de neuronfunctie in de hersenen verbetert. Maar om deze experimenten uit te voeren hebben we apparaten nodig die nieuwe mogelijkheden hebben dan wat er eerder in de wereld beschikbaar was."

De behoefte aan deze extra functies leidde tot de creatie van het apparaat, dat het team toepasselijk 'MouseGoggles' noemde.

Hoewel wetenschappers hebben geprobeerd videobeelden te gebruiken om reacties in de hersenen van muizen in kaart te brengen, kunnen het licht en geluid dat met traditionele methoden wordt geproduceerd, daadwerkelijk lopende experimenten verstoren of helemaal geen merkbaar effect op de muizen hebben. Het idee is dat een VR-apparaat een ander effect kan hebben.

"Hoe meeslepender we de gedragstaken kunnen maken, hoe natuurlijker de hersenfuncties die we willen bestuderen zullen zijn," zei Schaffer.

Om de MouseGoggles te bouwen, gebruikten de onderzoekers kant-en-klare componenten, met name smartwatch-displays.

Matthew Isaacson, co-auteur van het onderzoek, zei: "Dit is zeker te danken aan de hackergeest om onderdelen die voor andere dingen zijn gemaakt te gebruiken en deze vervolgens in nieuwe contexten toe te passen. Het blijkt dat het perfecte schermformaat voor een muis-VR-headset bijna is gemaakt voor een smartwatch. We hebben het geluk dat we niets helemaal opnieuw hoeven te maken of ontwerpen, we kunnen gemakkelijk alle goedkope onderdelen vinden die we nodig hebben."

Toen het team hun onderzoek, samen met de productiespecificaties van de bril, voor publicatie in het tijdschrift Nature Methods indiende, stelde een anonieme recensent voor om een ​​set kleine camera's aan elk oculair toe te voegen, zodat de pupillen van de dieren konden worden gevolgd.

In tegenstelling tot menselijke VR-headsets laten MouseGoggles knaagdieren niet vrij bewegen. In plaats daarvan werden de muizen vastgebonden aan een helm en droegen deze terwijl ze op een balachtige loopband liepen. Het team zei echter dat hun volgende stap het ontwikkelen van een mobiele bril zal zijn die op de hoofden van grote knaagdieren zoals ratten of spitsmuizen kan worden gedragen.

In tests reageerden muizen significant op VR-clips van donkere vormen die naar hen toe bewogen.

"Toen we deze test deden in een typische VR-opstelling op een groot scherm, reageerden de muizen totaal niet", zei Isaacson. "Maar bijna elke muis sprong, de eerste keer dat ze hem voor het eerst zagen met de bril op. Ze reageerden enorm schrikachtig. Ze leken echt te denken dat ze werden aangevallen door een naderend roofdier."

Andere tests maakten gebruik van hersenfluorescentie-trackingtechnologie om ervoor te zorgen dat de hersenen op de juiste manier door de bril werden gestimuleerd. Het feit dat de onderzoekers activiteit in de primaire visuele cortex konden waarnemen, bevestigde dat de bril heldere beelden correct naar het netvlies van de knaagdieren overbracht. Ze zagen ook activiteit in de hippocampus, wat aangeeft dat de muizen de virtuele omgeving correct in kaart konden brengen.

Naast het creëren van lichtere, mobielere MouseGoggles, zei het team dat het ook interessant zou zijn om een ​​systeem te creëren dat andere zintuigen dan het gezichtsvermogen stimuleert.

"Ik denk dat virtual reality met vijf zintuigen bij muizen een experimentele richting is", zei Schaffer. "We proberen dit zeer complexe gedrag te begrijpen waarbij muizen sensorische informatie integreren, kansen vergelijken met interne motivatietoestanden zoals rust en voedselbehoeften, en vervolgens beslissen hoe te handelen."

De studie is geaccepteerd voor publicatie en is nu beschikbaar op NatureMethods.