由于它们的基因组成、走迷宫的能力和为奶酪而工作的意愿，老鼠长期以来一直是行为和神经学研究的首选模型。

　　近年来，他们进入了一个新的领域——虚拟现实，现在康奈尔大学的研究人员已经制造了微型虚拟现实耳机，让他们更深入地沉浸在其中。

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　　康奈尔大学的研究人员制造了微型虚拟现实耳机，让老鼠更深入地沉浸在虚拟环境中，这有助于揭示影响空间导航和记忆功能的神经活动。

　　该团队的鼠标护目镜——是的，它们看起来和听起来一样可爱——是用低成本、现成的组件制成的，比如智能手表显示器和微型镜头，在追踪老鼠眼球运动和瞳孔大小变化的同时，提供宽视野的视觉刺激。

　　这项技术有可能帮助揭示影响空间导航和记忆功能的神经活动，为研究人员提供阿尔茨海默病等疾病及其潜在治疗方法的新见解。

　　这项研究发表在12月12日的《自然方法》杂志上，由康奈尔大学工程学院生物医学工程教授克里斯·谢弗（Chris Schaffer）和艺术与科学学院神经生物学和行为学助理教授伊恩·埃尔伍德（Ian Ellwood）领导。该研究的主要作者是博士后研究员马修·艾萨克森和博士生张宏宇。

　　艾萨克森说：“在制造工具时，这是一个难得的机会，你可以通过实验制造出比现有技术强大得多的东西，而且制造起来更简单、更便宜。”“它为神经科学带来了更多的实验能力，而且它是一种更容易获得的技术版本，因此它可以被更多的实验室使用。”

　　Schaffer与生物医学工程副教授Nozomi Nishimura共同管理的实验室开发了基于光学的工具和技术，这些工具和技术可以与其他方法一起用于研究导致神经退行性疾病功能丧失的分子和细胞机制。一项特别的研究一直在研究患有阿尔茨海默病的老鼠脑血流量的不明原因的减少。通过疏通微小的毛细血管并增加其流动，研究人员已经证明，老鼠的记忆功能在几小时内就会得到改善。

　　“从这个角度来看，这是非常令人兴奋的，嘿，也许你可以对阿尔茨海默病做些什么，可以恢复一些认知功能，”谢弗说。“接下来的步骤是揭示血液流动的改善是如何改善大脑神经元功能的。但要做这些实验，我们需要新的能力，与以前的世界相比。”

　　大约从十年前开始，研究人员开始装配笨重且相当昂贵的投影仪屏幕，让老鼠在虚拟现实环境中导航，但这些设备通常很笨重，由此产生的光污染和噪音可能会干扰实验。

　　Schaffer说：“我们越能让行为任务沉浸其中，我们将研究的大脑功能就越自然。”

　　艾萨克森之前为果蝇设计过显示系统，现在他开始组装一个固定的虚拟现实装置，这个装置更简单，但更有沉浸感，这样老鼠就能更快地学习。巧的是，他需要的许多元件——微型显示器、微型镜头——都已经上市了。

　　艾萨克森说：“它肯定受益于黑客的精神，即把为别的东西设计的部件应用到新的环境中。”“事实证明，鼠标虚拟现实头盔的完美尺寸显示屏已经为智能手表设计好了。幸运的是，我们不需要从头开始建造或设计任何东西，我们可以轻松地获得所需的所有廉价部件。”

　　这种护目镜并不是传统意义上的可穿戴设备。一只老鼠站在跑步机上，头固定在原地，凝视着一对眼罩。然后可以对老鼠的神经活动模式进行荧光成像。

　　该团队与埃尔伍德的实验室合作，对戴上护目镜的老鼠进行了一系列测试。在神经学方面，他们检查了小鼠大脑中的两个关键区域：初级视觉皮层，它确保护目镜在视网膜上形成清晰、高对比度的图像；在海马体中，确认老鼠的大脑成功地描绘了它的虚拟环境。其他测试则更偏向于技术，看护目镜的显示是否能快速更新，并对鼠标的移动做出反应。

　　最重要的是，研究人员需要观察老鼠戴上新眼镜的表现。最有效的测试之一是让老鼠相信一个正在扩大的黑色斑点正在靠近它们。

　　艾萨克森说：“当我们在典型的大屏幕虚拟现实设备中进行这种测试时，老鼠根本没有反应。”“但几乎每一只老鼠，当它们第一次看到护目镜时，都会跳起来。它们会有巨大的惊吓反应。它们似乎真的认为自己受到了一个迫在眉睫的捕食者的攻击。”

　　当研究人员将他们的发现提交给《自然方法》时，他们收到了意想不到的贡献。一位匿名评论者敦促研究人员在每只眼睛上安装一组摄像头，以记录老鼠的瞳孔，并验证动物的参与和觉醒。

　　这个要求既是一项艰巨的任务，也是一种幸运的祝福。

　　“他们向我们提出挑战，要求我们做一些非常困难的事情，并使之成功，”谢弗说。“去年，已经有三篇论文发表了针对老鼠的VR眼镜。你知道，发生这种事的时机已经成熟。但我们是唯一一家拥有瞳孔测量和眼动追踪的公司，这对许多神经科学来说都是一项关键能力。”

　　研究人员正在寻求进一步开发这种护目镜，为树鼩和老鼠等大型啮齿动物提供一种轻便的移动版护目镜，这种护目镜可以包括电池和机载处理系统。Schaffer还看到了将更多感官（如味觉和嗅觉）融入VR体验的潜力。

　　“我认为，老鼠的五感虚拟现实是实验的一个方向，”他说，“我们试图理解这些真正复杂的行为，让老鼠整合感官信息，将机会与内部动机状态（比如对休息和食物的需求）进行比较，然后决定如何表现。”

　　合著者包括博士生Rick Zirkel；博士后研究员Laura Berkowitz；还有22年的yuol Park和22年的Danyu Hu。

　　这项研究得到了康奈尔神经技术孟家庭奖学金计划的支持；BrightFocus基金会阿尔茨海默病奖学金项目；大脑与行为研究基金会；以及美国国立卫生研究院