La réalité virtuelle immersive pour les souris améliore les études en neurosciences

12 décembre 2023

La plate-forme de l’Université Northwestern offre une vision stéréo plein champ comme alternative aux écrans de projection.

Présenter à des souris des environnements visuels et une stimulation contrôlés est un aspect clé de l’utilisation des animaux dans des expériences de neurosciences, et plus elles perçoivent la scène comme étant réaliste, mieux c’est.

Les méthodes traditionnelles consistaient à entourer les souris d’écrans d’ordinateur ou de projections, mais à mesure que les lunettes et les casques de réalité virtuelle (VR) pour humains sont devenus plus compacts et efficaces, la question de savoir si les souris pourraient également les porter a été un sujet de recherche.

À ce jour, la plupart des casques d’écoute murins ne couvrent pas entièrement le champ visuel de l’animal, ce qui endommage l’illusion de réalité et interfère avec les expériences. Mais un projet à Université du nord-ouest a maintenant développé des lunettes VR à champ de vision complet pour les souris captives qui devraient faciliter une gamme d’études comportementales.

Tel que publié dans Neuronela couverture visuelle améliorée de la plate-forme permet aux souris de ressentir une illusion plus convaincante d’une menace aérienne, telle que celle provenant d’oiseaux de proie imminents.

“Depuis 15 ans, nous utilisons des systèmes VR pour souris avec de gros ordinateurs ou écrans de projection pour entourer un animal, mais c’est comme regarder une télévision dans votre salon avec des signaux autour de vous vous indiquant que vous n’êtes pas dans la scène. “, a déclaré Northwestern Daniel Dombeck.

“Pensez maintenant à mettre des lunettes VR qui occupent toute votre vision, afin que vous ne voyiez rien d’autre que la scène projetée et qu’une scène différente soit projetée dans chaque œil pour créer des informations de profondeur. Cela manquait pour les souris.”

Northwestern a conçu une plate-forme nommée iMRSIV, ou Miniature Rodent Stereo Illumination VR, dans laquelle chaque œil de souris est présenté avec un champ de vision de 180 degrés en utilisant un seul écran et une seule lentille par œil. Cela n’est pas possible avec une lentille convexe conventionnelle, c’est pourquoi le projet a conçu un ménisque positif personnalisé ou une lentille convexe-concave, et l’a associé à un petit écran d’éclairage OLED incurvé de 400 x 400 pixels. Les images ont été projetées à 60 hertz.

Réponse naturelle d’un environnement convaincant

Contrairement aux lunettes VR pour humains, le système iMRSIV ne s’enroule pas autour de la tête de la souris. Au lieu de cela, les lunettes sont attachées à l’installation expérimentale et se perchent directement devant le visage de la souris, selon le projet. Étant donné que la souris fonctionne sur place sur un tapis roulant, les lunettes couvrent toujours le champ de vision de la souris.

Étant donné que la conception du dispositif iMRSIV permet d’accéder à la zone aérienne d’une souris sujette, l’équipe Northwestern a pu réaliser une imagerie à deux photons de l’activité neuronale tandis que les écrans fournissaient des stimuli visuels à l’animal. Les changements d’environnement et l’impression d’une menace imminente ont été fournis par l’écran VR, avec une activité cérébrale cartographiée pendant que l’animal décidait de se figer ou de fuir.

Les tests ont montré que les souris équipées des lunettes iMRSIV apprenaient plus rapidement que les animaux soumis à des paradigmes d’entraînement similaires avec un équipement conventionnel. Cela pourrait être le résultat du fait que l’animal fait l’expérience d’un environnement plus convaincant et s’y engage de manière naturelle.

Northwestern prévoit d’améliorer sa plateforme grâce à des écrans à plus haute résolution et peut-être à l’incorporation de sensations olfactives, auditives et tactiles pour la souris. À terme, une version pour des souris en mouvement libre, basée sur des principes similaires, pourrait être possible.

“Les systèmes VR traditionnels sont assez compliqués”, a déclaré Dombeck. « Ils sont chers, ils sont gros, ils nécessitent un grand laboratoire avec beaucoup d’espace, et s’il faut beaucoup de temps pour entraîner une souris à effectuer une tâche, cela limite le nombre d’expériences que vous pouvez réaliser. Nos lunettes sont petites, relativement bon marché et plutôt conviviales. Cela pourrait rendre la technologie VR plus accessible à d’autres laboratoires. »