Investigadores del RIKEN Brain Science Institute han demostrado que recordar dónde está un objetivo requiere las mismas partes del cerebro en la realidad virtual que en el mundo real. Publicado en la revista eNeuro , el estudio encontró que los ratones entrenados para encontrar recompensas en un camino virtual requerían el hipocampo, una región que se sabe que funciona de la misma manera en situaciones no virtuales. El estudio también mostró que los ratones obtuvieron un rendimiento pobre en la prueba virtual si carecían vástago2 , una proteína conocida por estar asociada con trastornos del espectro autista y discapacidades intelectuales.
Poder examinar la actividad cerebral mientras los animales participan en diferentes comportamientos es una forma poderosa de aprender sobre la función cerebral normal. Cuando se agregan modelos animales de trastornos neurológicos a la mezcla, los investigadores pueden probar si diferentes manipulaciones pueden mejorar los síntomas, con el objetivo finalde ayudar a las personas afectadas por trastornos similares. Una dificultad es que registrar la actividad cerebral, especialmente usando la tecnología de imágenes, es difícil cuando a los animales se les permite un rango completo de movimientos. Esto es particularmente cierto cuando se estudia cómo los animales navegan por el mundo, recuerdan ubicaciones,encontrar objetos e interactuar entre ellos.
Para resolver este problema, los científicos han comenzado a usar la realidad virtual con roedores. Sin embargo, para que estos estudios sean útiles, necesitamos saber que las mismas partes del cerebro se usan de la misma manera en un entorno virtual.esto, los científicos de RIKEN dirigidos por Masaaki Sato desarrollaron una pista de realidad virtual para ratones que requería que dejaran de correr y esperaran una recompensa cuando llegaban a un lugar particular en el camino virtual.
Si bien el equipo esperaba que esto fuera posible, no fue una conclusión perdida. "Cuando comenzamos nuestros experimentos, era un poco escéptico porque los ratones no son conocidos como animales visuales", explica Sato. "Entonces, realmenteMe sorprendió que pudieran aprender la ubicación del objetivo, y que incluso podrían volver a aprender una nueva ubicación del objetivo muy rápidamente cuando se movió dentro del entorno virtual ".
Se sabe que la región CA1 del hipocampo en el cerebro es necesaria para aprender ubicaciones espaciales y recordar rutas específicas. Para probar si los ratones estaban aprendiendo ubicaciones en la pista virtual de la misma manera que lo harían en el mundo real, los investigadoresinhibió reversiblemente el CA1 después de que los ratones aprendieron a correr en la pista virtual y encontrar la meta. Descubrieron que los ratones no esperaron en la ubicación de la meta y, por lo tanto, tuvieron menos éxito en ser recompensados. Es importante destacar que corrieron por la misma pista virtualcantidad de tiempo como lo hicieron antes de que se bloqueara su actividad de CA1. Esto significa que su bajo rendimiento no estaba relacionado con la falta de esfuerzo. Después de que la droga inhibidora desapareció, pudieron encontrar la meta tan bien como antes de la inhibición.
Los investigadores luego examinaron ratones que carecían de cierta proteína llamada vástago2 que normalmente se encuentra en las neuronas de salida del hipocampo. SHANK2 el gen se ha asociado con trastornos del espectro autista, y se sabe que los ratones modelo tienen dificultades para aprender la ubicación de las plataformas en laberintos de agua. Cuando se probaron en la pista virtual, estos ratones no aprendieron tan bien y tuvieron aún más dificultades cuandose movió la ubicación de la meta.
"Al utilizar un modelo de autismo en ratones, pudimos demostrar que nuestro sistema de realidad virtual y nuestro paradigma de comportamiento son útiles para estudiar los trastornos cerebrales", dice Sato. "Como nuestro sistema se puede combinar fácilmente con técnicas fisiológicas y ópticas de vanguardiapara medir y manipular la función cerebral, espero que ayude a la investigación avanzada que tiene como objetivo detectar defectos del circuito neuronal fino previamente desconocidos que subyacen a varios trastornos cerebrales ".
Hay varios usos para un sistema de realidad virtual en el estudio del cerebro y el comportamiento. Actualmente, Sato está utilizando técnicas de imagen para ver cómo cambian las funciones de los circuitos neuronales cuando los ratones aprenden en realidad virtual. Señala que "lo haráSería emocionante comprender qué es "un sentido de la realidad" desde un punto de vista neurocientífico más preciso utilizando VR para ratones, así como comprender mejor los comportamientos sociales complejos reproduciéndolos en un contexto de realidad virtual ".
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Materiales proporcionados por RIKEN . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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