PiVR состоит из поведенческой арены, камеры, микрокомпьютера Raspberry Pi, светодиодного контроллера и сенсорного экрана. Эта система может реализовать цикл обратной связи между отслеживанием поведения в реальном времени и доставкой стимула. PiVR – это универсальная настраиваемая система, которая стоит менее 500 долларов США, требует менее шести часов для сборки (с использованием 3D-принтера) и была разработана, чтобы быть доступной широкому кругу исследователей в области нейробиологии.
В новом исследовании Тадрес и Луи использовали свою систему PiVR, чтобы представить виртуальную реальность маленьким, свободно движущимся животным во время оптогенетических экспериментов.
Оптогенетика – это метод, который позволяет исследователям использовать свет для управления активностью нейронов у живых животных, позволяя им исследовать причинно-следственные связи между активностью генетически маркированных нейронов и конкретным поведением.
В качестве доказательства концепции Тадрес и Луи использовали PiVR для изучения сенсорной навигации в ответ на градиенты химических веществ и света у ряда животных. Они показали, как личинки плодовой мухи меняют свои движения в ответ на реальные и виртуальные градиенты запаха. Затем они продемонстрировали, как взрослые мухи адаптируют свою скорость движения, чтобы избегать мест, связанных с горькими вкусами, вызванными оптогенетической активацией их чувствительных к горечи нейронов.
Кроме того, они показали, что личинки рыбок данио изменяют свои маневры поворота в ответ на изменения интенсивности света, имитирующие пространственные градиенты. По словам авторов, PiVR представляет собой низкобарьерную технологию, которая должна дать возможность многим лабораториям характеризовать поведение животных и изучать функции нейронных цепей.
«Более чем когда-либо, – отмечают авторы, – нейробиология ориентирована на технологии.
В последние годы мы стали свидетелями бума использования отслеживания с обратной связью и оптогенетики для создания виртуальных сенсорных реальностей. Интеграция новой междисциплинарной методологии в лаборатории может быть сложной задачей.
Создавая PiVR, мы ставили перед собой цель сделать парадигмы виртуальной реальности доступными для всех, от профессиональных ученых до старшеклассников. PiVR должен помочь демократизировать передовые технологии для изучения поведения и функций мозга."