A cél, hogy szórakoztassák a jószágokat, de emellett a látás- és agykutatásban is mérföldkő lehet.
A BrainVisionCenter (BVC) Kutatóintézet és Kompetenciaközpont, valamint a HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (HUN-REN KOKI) közös innovációja új távlatokat nyitott a látáskutatásban és az agyi mechanizmusok megértésében. A Moculus névre keresztelt, egerek számára tervezett virtuális valóság (VR) eszköz nemcsak az idegtudományi alapkutatásokat forradalmasítja, hanem jelentős lépés a látás helyreállítását célzó agy-számítógép interfészek fejlesztésében. Az eszköz hatékonyságát és egyediségét már a világ egyik legelismertebb tudományos folyóirata, a Nature Methods is elismerte.
Miért van szükség egyedi VR eszközre egerek számára?
Az egerek látáskutatásban való felhasználása hosszú múltra tekint vissza, azonban a hagyományos kétdimenziós VR eszközök korlátai komoly kérdéseket vetettek fel. Az eddig alkalmazott rendszerek sík vetítései nem tükrözték valósághűen a világot az egerek számára. A BVC és HUN-REN KOKI kutatói kimutatták, hogy az egerek nem képesek absztrakt vizuális információk feldolgozására úgy, mint az emberek. Egy egyszerű, de szemléletes példa: az egerek gond nélkül áthaladtak egy hagyományos VR rendszer által vetített virtuális szakadékon, míg a Moculus valósághű megjelenítését látva azonnal megtorpantak vagy hátráltak.
„Az egerek háromdimenziós érzékelése csak akkor működik megfelelően, ha a VR eszköz pontosan az ő látásukhoz igazodik” – mondta dr. Szalay Gergely, a projekt egyik vezető kutatója.
A Moculus: Technológia az egérperspektívában
A Moculus rendszert az egerek látásához és mozgásához optimalizálták. A technológia egy speciális futópadból, két képernyőből és egy széles, több mint 180 fokos látómezőt biztosító optikai rendszerből áll. Ez lehetővé teszi, hogy az állatok természetes módon mozogjanak és interakcióba lépjenek a virtuális térrel. Ezzel párhuzamosan a kutatók fejlett képalkotó technikákkal, például kétfoton mikroszkóppal, valós időben vizsgálhatják az agyi aktivitást.
Ez a rendszer óriási előrelépést jelent a vizuális tanulás tanulmányozásában. Az eddigi VR eszközök napokat igénylő betanítási folyamatai helyett a Moculus már néhány perc alatt jelentős eredményeket képes produkálni.
„Az egerek vizuális tanulása az eszköz használatával akár harminc perc alatt is látványos fejlődést mutathat, ami korábban több napot vett igénybe” – hangsúlyozta dr. Judák Linda, a HUN-REN KOKI és a BVC vezető kutatója.
Tanulási mechanizmusok új megvilágításban
A Moculus nemcsak felgyorsítja a vizuális tanulás tanulmányozását, hanem új, eddig ismeretlen idegrendszeri folyamatokat is feltárt. Az eszköz révén a kutatók kimutatták, hogy az egerek látókéregének aktivitása tanulás során szinte az összes idegsejtet rövid időre aktiválja, ezzel maximalizálva az agy számítási kapacitását. Ez jelentősen eltér az eddigi, tankönyvinek tekintett adatoktól.
A tanulási folyamat lényege, hogy az idegsejtek versengenek egymással, és a viselkedés szempontjából legrelevánsabb információt, például egy pozitív vagy negatív megerősítést, „nyertes” reprezentációként kódolják. Ez az információ az, ami sejtszinten átprogramozza a neuronális hálózatokat.
Gyakorlati alkalmazások: a látás helyreállításától a neurológiai rendellenességek kezeléséig
A Moculus fejlesztése szorosan illeszkedik a BVC és Roska Botond célkitűzéseihez, amelyek a látás helyreállítását és a központi idegrendszeri betegségek kezelését célozzák. Az eszköz az eddigi legpontosabb téridőbeli agyi aktivitásmintázatok generálására képes, ami kulcsfontosságú a látás-helyreállító technológiák továbbfejlesztésében.
„A Moculus lehetővé teszi, hogy a géntechnológiai alapú látás-helyreállítási módszerek hatékonyságát minden eddiginél precízebben teszteljük” – emelte ki dr. Rózsa Balázs, a BVC igazgatója.
Az eszköz kompakt, moduláris felépítése nemcsak könnyű kezelhetőséget biztosít, hanem kompatibilis a legmodernebb képalkotó technológiákkal is.
Egy lépés az idegtudomány jövőjébe
A Moculus nemcsak az alapkutatásban, hanem a gyógyszerfejlesztésben és a terápiás alkalmazásokban is hatalmas potenciállal bír. A projekt bizonyítja, hogy a magyar kutatók világszínvonalú eredményekre képesek az idegtudomány és a technológiai innováció határterületén.
Egy biztos: a Moculus nemcsak új távlatokat nyit az egerek látáskutatásában, hanem hozzájárul ahhoz is, hogy jobban megértsük, hogyan működik az agy – és ezzel közelebb kerüljünk a látás helyreállításának és számos neurológiai rendellenesség kezelésének megoldásához.
