على الرغم من أن الأمر قد يبدو كهدية لطيفة لجرذك الأليف، إلا أن مجموعة جديدة من نظارات الواقع الافتراضي لها غرض أكثر جدية. ويقول مخترعوهم إن بإمكانهم المساعدة في تطوير الأبحاث حول مرض الزهايمر وأمراض الدماغ الأخرى.
أي شخص شاهد فأرًا وهو يجري في متاهة يعرف أن هذا الحيوان غالبًا ما يستخدم في الأبحاث لفهم كيفية عمل الدماغ. ففي هذا العام فقط، على سبيل المثال، أظهرت الدراسات التي أجريت على القوارض أن تنشيط خلايا معينة في الدماغ لا يؤدي إلى إبطاء الشيخوخة فحسب، بل يطيل عمرها أيضًا. وأظهرت دراسة أخرى من عام 2024 كيف يخزن الدماغ ثلاث نسخ من الذكريات. أظهرت دراسة أجريت العام الماضي كيف تسببت تعديلات الدماغ في جعل الفئران تنام بشكل أقل ولكنها تشعر باليقظة كما لو كانت قد استراحت لفترات أطول من الزمن.
تعتبر دراسات الفئران حاسمة أيضًا في الكشف عن سبب مرض الزهايمر. على سبيل المثال، اكتشف الباحثون في جامعة كورنيل، الذين اخترعوا النظارات الجديدة، انخفاضًا في تدفق الدم في أدمغة الفئران المريضة.
وقال الباحث الرئيسي كريس شيفر: "إنه أمر مثير للغاية من منظور أنه ربما يمكنك فعل شيء لمرض الزهايمر لاستعادة بعض الوظائف الإدراكية". "الخطوة التالية هي الكشف عن كيفية تحسين تدفق الدم لتحسين وظيفة الخلايا العصبية في الدماغ. ولكن لإجراء هذه التجارب، نحتاج إلى أجهزة تتمتع بقدرات جديدة عما كان متاحًا في العالم من قبل."
أدت الحاجة إلى هذه الميزات الإضافية إلى إنشاء الجهاز، والذي أطلق عليه الفريق اسم "MouseGoggles".
وبينما حاول العلماء استخدام صور الفيديو لرسم خريطة للتفاعلات داخل أدمغة الفئران، فإن الضوء والصوت الناتجين عن الطرق التقليدية يمكن أن يتداخلا في الواقع مع التجارب الجارية أو ليس لهما أي تأثير ملحوظ على الفئران على الإطلاق. الفكرة هي أن جهاز الواقع الافتراضي قد يكون له تأثير مختلف.
وقال شيفر: "كلما تمكنا من القيام بالمهام السلوكية بشكل أكثر انغماسًا، أصبحت وظائف المخ التي نرغب في دراستها أكثر طبيعية".
لبناء MouseGoggles، استخدم الباحثون مكونات جاهزة للاستخدام، وتحديدًا شاشات الساعات الذكية.
قال ماثيو إيزاكسون، المؤلف المشارك في الدراسة: "يرجع هذا بالتأكيد إلى روح القرصنة المتمثلة في أخذ الأجزاء المصنوعة لأشياء أخرى وتطبيقها في سياقات جديدة. لقد اتضح أن الحجم المثالي لشاشة عرض ماوس سماعة الواقع الافتراضي قد تم تصنيعه تقريبًا لساعة ذكية. نحن محظوظون لأننا لا نحتاج إلى صنع أو تصميم أي شيء من الصفر، يمكننا بسهولة العثور على جميع الأجزاء الرخيصة التي نحتاجها".
عندما قدم الفريق دراستهم، إلى جانب مواصفات تصنيع النظارات، للنشر في مجلة Nature Methods، اقترح أحد المراجعين المجهولين إضافة مجموعة من الكاميرات الصغيرة إلى كل عدسة عينية حتى يمكن تتبع بؤبؤ العين لدى الحيوانات.
على عكس سماعات الواقع الافتراضي البشرية، لا تسمح MouseGoggles للقوارض بالتحرك بحرية. وبدلاً من ذلك، تم ربط الفئران بخوذة وارتدائها أثناء المشي على جهاز المشي الشبيه بالكرة. ومع ذلك، قال الفريق إن خطوتهم التالية ستكون تطوير نظارات واقية متنقلة يمكن ارتداؤها على رؤوس القوارض الكبيرة مثل الفئران أو زبابات الأشجار.
في الاختبارات، استجابت الفئران بشكل ملحوظ لمقاطع الواقع الافتراضي التي تحركت فيها الأشكال الداكنة نحوها.
وقال إيزاكسون: "عندما أجرينا هذا الاختبار في إعداد نموذجي للواقع الافتراضي على شاشة كبيرة، كانت الفئران غير مستجيبة تمامًا". "لكن كل الفئران تقريبًا، في المرة الأولى التي رأوا فيها النظارات، قفزوا. كان لديهم رد فعل مذهول للغاية. بدا أنهم يعتقدون في الواقع أنهم يتعرضون لهجوم من قبل حيوان مفترس وشيك."
واستخدمت اختبارات أخرى تقنية تتبع مضان الدماغ للتأكد من تحفيز الدماغ بشكل صحيح بواسطة النظارات. وحقيقة أن الباحثين كانوا قادرين على مراقبة النشاط في القشرة البصرية الأولية أكدت أن النظارات كانت تنقل بشكل صحيح صورًا واضحة إلى شبكية عيون القوارض. كما رأوا نشاطًا في الحصين، مما يشير إلى أن الفئران كانت قادرة على رسم خريطة للبيئة الافتراضية بشكل صحيح.
وبالإضافة إلى إنشاء نظارات MouseGoggles أخف وزنًا وأكثر قدرة على الحركة، قال الفريق إنه سيكون من المثير للاهتمام أيضًا إنشاء نظام يحفز الحواس الأخرى غير الرؤية.
وقال شيفر: "أعتقد أن الواقع الافتراضي ذو الحواس الخمس في الفئران هو اتجاه تجريبي". "نحن نحاول أن نفهم هذه السلوكيات المعقدة للغاية حيث تقوم الفئران بدمج المعلومات الحسية، ومقارنة الفرص مع الحالات التحفيزية الداخلية مثل الراحة واحتياجات الغذاء، ومن ثم تحديد كيفية التصرف."
تم قبول الدراسة للنشر وهي متاحة الآن في NatureMethods.