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基于树莓派的小动物虚拟现实系统

更新时间:2020-07-18 17:01点击:

覆盆子π虚拟现实系统(PiVR)是一种多功能工具,提出虚拟现实环境小,自由移动的动物(如苍蝇和小鱼),根据今天公布的一项研究(2020年7月14日)在PLOS Biology 大卫Tadres和马修·路易斯的加州大学圣芭芭拉分校。PiVR与光遗传学等技术的使用,将有助于描绘与行为有关的神经回路。

PiVR由一个行为舞台、一个摄像头、一个Raspberry Pi微型计算机、一个LED控制器和一个触摸屏组成。这个系统可以实现实时行为跟踪和刺激传递之间的反馈循环。PiVR是一种多用途、可定制的系统,成本不到500美元,(使用3D打印机)制作时间不到6小时,旨在为广大神经科学研究人员提供服务。

在这项新的研究中,Tadres和Louis使用他们的PiVR系统在光学实验中为自由移动的小动物呈现虚拟现实。光遗传学是一项技术,使研究人员能够利用光来控制活的动物神经元的活动,使他们能够检查基因标记神经元的活动和特定行为之间的因果关系。

为了验证这一概念,Tadres和Louis使用PiVR研究了在一系列动物中对化学物质和光的梯度做出反应的感觉导航。他们展示了果蝇幼虫是如何根据真实和虚拟的气味梯度改变运动的。然后,他们演示了成年果蝇如何调整自己的运动速度,以避开与苦味有关的位置,这些位置是由它们的痛觉神经元的光生激活引起的。此外,他们还发现斑马鱼幼虫会根据模仿空间梯度的光线强度变化调整转弯动作。根据作者的说法,PiVR代表了一种低障碍技术,它应该使许多实验室能够描述动物行为和研究神经回路的功能。

“没有,比以往任何时候都”;作者指出,神经科学是由技术驱动的。近年来,我们目睹了闭环跟踪和光遗传学技术用于创建虚拟感觉现实的蓬勃发展。在实验室中集成新的跨学科方法可能是令人畏惧的。通过PiVR,我们的目标是让从专业科学家到高中生的所有人都能接触到虚拟现实范例。PiVR应该有助于使研究行为和大脑功能的前沿技术大众化。

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参考例句:一种廉价的、多功能的闭环平台,用于研究无约束的感觉运动行为。作者David Tadres和Matthieu Louis, 2020年7月14日,PLoS Biology。

DOI: 10.1371 / journal.pbio.3000712

这项工作由国家健康研究所(RO1-NS113048-01)和加州大学圣巴巴拉分校(启动基金)资助。这项工作也得到了美国国家科学基金会的资助。NSF fy -1748958,批准号IOS-1523125, IH批准号R25GM067110,以及戈登和贝蒂·摩尔基金会2919.01号赠款。资助者不参与研究设计、数据收集和分析、决定出版或准备手稿。