Fotos: Facebook/ HUN-REN

Forschung

Moculus simuliert naturnah

Ungarische Forscher haben VR-Brillen zur Wiederherstellung des Sehvermögens für Mäuse optimiert.
20. Dezember 2024 16:25

Die speziell für Mäuse optimierten Virtual-Reality-Brillen (VR) wurden vom Forschungsinstitut und Kompetenzzentrum BrainVisionCenter (BVC) in Zusammenarbeit mit dem HUN-REN Forschungsinstitut für Experimentelle Medizin (HUN-REN KOKI) entwickelt. Sie eröffnen neue Horizonte in der Erforschung der Gehirnfunktion und der Entwicklung von Gehirn-Computer-Schnittstellen, die das Sehvermögen wiederherstellen.

Drei Dimensionen gefragt

Das Moculus genannte Gerät simuliert das natürliche Sehvermögen von Versuchstieren originalgetreu und kann Lernprozesse um das Hundertfache beschleunigen. Die Mission des von Botond Roska und Balázs Rózsa gegründeten BVC ist, sich auf die Entwicklung von Therapien zur Wiederherstellung des Sehvermögens und die Behandlung von Erkrankungen des Zentralnervensystems zu konzentrieren. Hinter der Entwicklung stehen Linda Judák, Gergely Szalay, Gergely Dobos und Balázs Rózsa, die die Plastizität des visuellen Kortex von Mäusen beim Lernen untersuchten. Die Forscher veröffentlichten ihre Studie in der Fachzeitschrift „Nature Methods“.

Die kortikale Darstellung von Verhalten und Wahrnehmung ist eines der vorrangigen Forschungsgebiete der Wissenschaft, da sie die Grundlage für eine tiefere Erforschung von Gehirnmechanismen sowie die Entdeckung und Entwicklung damit verbundener Therapieoptionen bildet. Um diese Phänomene auf der Ebene einzelner Zellen zu verstehen, ist die Untersuchung der Gehirnfunktion von Mäusen mit schneller 3D-Bildgebung die beste Methode.

In den letzten 20-30 Jahren haben Hirnforscher eine Reihe von VR-Tools entwickelt, um das Sehvermögen von Versuchstieren mithilfe zweidimensionaler Projektionen zu testen. Forscher von HUN-REN KOKI, BVC, dem Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie Basel und der Pázmány-Universität haben jedoch gezeigt, dass zweidimensionale Projektionen bei Nagetieren kein realistisches Erlebnis bieten, was die Ergebnisse verfälschen kann. „Das Projekt hat bewiesen, dass Mäuse die Welt nur dann dreidimensional wahrnehmen, wenn die virtuelle Realität für sie realistisch und an ihre Vision angepasst projiziert wird“, erklärte Szalay.

Räumlich-zeitliche Muster

Das Moculus VR-System enthält ein spezielles Laufband mit zwei Bildschirmen und einem passenden optischen Abbildungssystem, das die Daten der Mausbewegungen aufzeichnet und überträgt. Mit Hilfe der beiden Photonenmikroskope können die Forscher die Gehirnaktivitätsmuster der Mäuse kartieren. „Im Gegensatz zu früheren Annahmen sind Nagetiere in der Lage, neue visuelle Informationen in nur 30 Minuten zu erlernen, im Vergleich zu früheren VR-Systemen, als sie 5-9 Tage brauchten“, erklärte Judák. Diese Forschungen können zur Entwicklung therapeutischer Lösungen für neurologische Störungen wie Sehbehinderungen beitragen.

BVC-Direktor Balázs Rózsa betonte, das wichtigste Ergebnis des Projekts sei das neue Gerät, das räumlich-zeitliche Gehirnaktivitätsmuster erzeugt, um die gegebenen visuellen Elemente der Umgebung um Größenordnungen tiefer zu kodieren, die Aktivität von Nervenzellen präziser als je zuvor zu reaktivieren und so ein viel genaueres künstliches Sehen zu erzeugen. Derzeit existiert kein vergleichbares Tool im Bereich neurowissenschaftlicher Forschungsgeräte.

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