Голодек для мух, рыб и мышей
Нейробиологи изучают, как животные ориентируются в пространстве и обновляют свою ментальную карту. Профессор Эндрю Строу отмечает, что для ключевых экспериментов, где нужно искусственно разъединить движение животного и его восприятие, не хватало аналога голодека из "Звёздного пути" — пространства, симулирующего любую виртуальную реальность.
Международная команда под руководством Строу и профессора Кристин Тесмар-Райбл построила подобную систему для трёх видов: мышей, мух и рыб. В этом иммерсивном 3-D окружении животные могли свободно двигаться, а визуальные ландшафты (например, вертикальные колонны, растения или рой "космических захватчиков") естественно вписывались в их цикл "действие–восприятие".
Система работала так:
- Высокоскоростные камеры отслеживали точное 3-D положение животного.
- Компьютерная программа регистрировала каждое движение в течение миллисекунд.
- На стены постоянно проецировалось обновлённое видео, соответствующее перемещению животного.
В экспериментах:
- Визуальные стимулы меняли направление полёта мух.
- Мыши демонстрировали боязнь виртуальных высот.
- Рыбы перемещались между двумя разными виртуальными мирами, меняя поведение в зависимости от окружения.
- В другом опыте рыба плавала в рое "космических захватчиков", который был запрограммирован реагировать на неё как на своего. Поведение рыбы явно менялось под влиянием роя.
Кроме того, команда решила фундаментальную проблему исследований коллективного поведения: невозможность напрямую манипулировать взаимодействием между особями. Совместно с группой профессора Иэна Кузина был создан фотореалистичный виртуальный макет плывущей рыбы, управляемый компьютером. Эксперимент показал, что настоящая рыба наиболее надёжно следует за виртуальной, когда виртуальная рыба согласует с ней направление движения.
Исследование, описанное в журнале Nature Methods, открывает новые возможности для изучения пространственного познания, поскольку животные воспринимали симулированные объекты как реальные и меняли своё поведение в разных визуальных средах.