Des souris plongent désormais dans des mondes virtuels grâce à un casque sur mesure. Une innovation qui pourrait éclairer sur certains aspects du cerveau et ouvrir de nouvelles voies pour la recherche médicale.
Des chercheurs de l'université Cornell ont conçu un casque de réalité virtuelle adapté aux souris, baptisé MouseGoggles. Composé d'écrans de montres connectées et de lentilles miniatures, ce dispositif offre une immersion visuelle totale, avec un champ de vision de 230 degrés horizontalement et 140 degrés verticalement. Les souris, placées sur un tapis roulant, explorent ainsi des environnements virtuels tout en étant observées par les scientifiques.
L'objectif principal de cette technologie est d'étudier les mécanismes cérébraux liés à la navigation spatiale et à la mémoire. Les chercheurs espèrent mieux comprendre des maladies comme Alzheimer, en observant comment les souris réagissent à des stimuli visuels complexes.
Dans cette étude, les souris ont été équipées d'un casque fixe, tout en étant placées sur une sphère rotative qui sert de tapis de course. Cette configuration permet aux rongeurs de se déplacer librement dans un environnement virtuel tout en maintenant leur tête stable pour une observation précise. Le casque, composé d'écrans miniatures et de lentilles, projette des images stéréoscopiques à haute fréquence, créant une immersion visuelle réaliste.
Les chercheurs utilisent également des caméras intégrées pour suivre les mouvements des yeux et les variations de la taille des pupilles, offrant ainsi des données précises sur l'engagement et les réactions des souris. Cette combinaison de réalité virtuelle et de suivi oculaire permet d'étudier les fonctions cérébrales dans des conditions contrôlées.
Lors des tests, les souris ont montré des réactions surprenantes. Par exemple, face à une tache sombre simulant un prédateur approchant, elles ont sursauté, signe qu'elles percevaient la menace comme réelle. Cette réaction, absente avec des systèmes moins immersifs, confirme l'efficacité du dispositif. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans
Nature Methods, soulignant l'importance de cette avancée pour les neurosciences.
a) Vues frontale (haut) et latérale (bas) d'une souris fixée sur un tapis roulant linéaire, équipée d'un casque MouseGoggles Duo (version 1.1) à trois angles d'inclinaison: 15° (gauche), 30° (milieu) et 45° (droite).
b) Couverture estimée du champ visuel du casque pour les trois angles d'inclinaison mentionnés.
c) Carte des moustaches montrant un contact constant/total, temporaire/partiel, ou aucun contact avec le casque selon les trois angles, mesurée sur trois souris différentes.
Les MouseGoggles pourraient également améliorer l'étude des flux sanguins dans le cerveau. Des recherches antérieures ont montré que l'amélioration de la circulation sanguine chez les souris atteintes d'Alzheimer boostait leur mémoire en quelques heures. Ce casque permettra d'approfondir ces découvertes en offrant un cadre expérimental plus précis et immersif.
À l'avenir, les chercheurs envisagent de développer des versions mobiles pour des rongeurs plus grands, comme les rats. Ils aimeraient aussi intégrer d'autres sens, comme l'odorat ou le goût, pour créer des expériences multisensorielles. Ces innovations pourraient ouvrir de nouvelles perspectives dans l'étude des comportements complexes et des maladies neurodégénératives.
Qu'est-ce que la pupillométrie et pourquoi est-elle importante en neurosciences ?
La pupillométrie est une technique qui mesure les variations de la taille des pupilles en réponse à des stimuli visuels ou cognitifs. Ces changements, souvent imperceptibles à l'œil nu, sont contrôlés par le système nerveux autonome et reflètent l'activité cérébrale. En neurosciences, cette méthode est utilisée pour étudier l'attention, l'émotion et les processus cognitifs.
Les pupilles se dilatent ou se contractent en fonction de l'intensité lumineuse, mais aussi en réponse à des stimuli émotionnels ou mentaux. Par exemple, une situation stressante peut provoquer une dilatation pupillaire. Ces réactions fournissent des indices précieux sur l'état mental d'un individu ou d'un animal.
Dans le cas des MouseGoggles, la pupillométrie permet de mesurer l'engagement des souris dans les environnements virtuels. En suivant les changements de taille des pupilles, les chercheurs peuvent évaluer si les souris perçoivent les stimuli comme réels et comment leur cerveau traite ces informations.
Cette technique est particulièrement utile pour étudier des maladies neurodégénératives comme Alzheimer. En analysant les réactions pupillaires, les scientifiques peuvent mieux comprendre les dysfonctionnements cognitifs et tester l'efficacité de nouveaux traitements. La pupillométrie offre ainsi une fenêtre unique sur le fonctionnement du cerveau.