Virtual Reality Beïnvloedt Brain'S 'Gps Cells'

{h1}

De hersenen reageren anders op de virtuele realiteit dan op echte omgevingen, een bevinding die gevolgen heeft voor gaming, militaire en commerciële toepassingen.

Virtuele realiteit is een groeiende technologie die wordt gebruikt in alles van videogames tot revalidatieklinieken tot het slagveld. Maar een nieuwe studie bij ratten laat zien dat de virtuele wereld het brein anders beïnvloedt dan echte omgevingen, wat aanwijzingen zou kunnen bieden voor hoe de technologie kan worden gebruikt om het navigatievermogen en geheugen bij mensen te herstellen.

Onderzoekers hebben de hersenactiviteit van ratten vastgelegd terwijl de knaagdieren op kleine loopbanden liepen in een opstelling met een virtuele realiteit. In de virtuele wereld vormden de hersenen van de dieren geen mentale kaart van hun omgeving zoals die ze in de praktijk vormden, toonde de studie aan.

"We gebruiken virtual reality elke dag meer en meer, of het nu voor entertainment, militaire doeleinden of de diagnose van geheugen en leerstoornissen is," zei Mayank Mehta, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië, Los Angeles. "We gebruiken het altijd, en we moeten weten... hoe reageert het brein op de virtuele realiteit?" [Zie video van ratten in virtual reality]

Brain's GPS

Wetenschappers hebben ontdekt dat hersencellen fungeren als een positioneringssysteem, door een mentale kaart van een omgeving te maken op basis van visuele input, evenals geluiden, geuren en andere informatie. De ontdekking van deze "GPS-cellen" werd bekroond met de Nobelprijs 2014 in fysiologie of geneeskunde.

Virtuele realiteit creëert een kunstmatige omgeving, maar activeert het een mentale kaart op dezelfde manier als de echte wereld? Om erachter te komen, zetten Mehta en zijn collega's ratten in loopbanden in een 2D-opstelling voor virtual reality.

'We hebben een klein smoking of harnas rond de borst van de knaagdier geplaatst,' zei Mehta - de ratten zijn 'ingebakerd als een baby, en een gigantisch IMAX-scherm gaat overal om hen heen'.

Terwijl de ratten de virtuele kamer verkenden, gebruikten de onderzoekers kleine draden (50 keer dunner dan een mensenhaar) om de respons van honderden neuronen in de hersenen van de dieren te meten.

Ze registreerden signalen uit een hersengebied genaamd de hippocampus, waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij het leren en het geheugen, terwijl de dieren de virtuele kamer verkenden. De ziekte van Alzheimer, beroerte en schizofrenie veroorzaken allemaal schade aan de hippocampus, wat het vermogen van mensen om hun weg te vinden in de wereld verstoort.

De onderzoekers vergeleken de hersenactiviteit in de virtuele kamer met die gemeten terwijl de dieren een echte, identiek uitziende kamer verkenden. Toen de ratten de echte kamer verkenden, werden hun gps-neuronen afgeschoten in een patroon dat een mentale kaart van de omgeving produceerde. Maar tot verbazing van de onderzoekers, toen de knaagdieren de virtuele kamer verkenden, schoten dezelfde neuronen schijnbaar willekeurig, met andere woorden, er werd geen mentale kaart gevormd, zei Mehta.

De onderzoekers checkten om te zien of er iets mis was met de ratten of de metingen, maar vonden niets, zei Mehta.

Geestelijke stappentellers

Maar toen de onderzoekers de hersenactiviteit van de ratten in de virtuele realiteit van dichterbij bekeken, ontdekten ze dat de signalen niet helemaal willekeurig waren. In plaats daarvan hielden de hersencellen eigenlijk bij hoeveel stappen de dieren namen - zoals een stappenteller, zei Mehta.

"We denken dat het brein als een zichzelf gedragen als een stappenteller," maar verandert het in een kaart van de ruimte met behulp van andere signalen, zoals geuren, geluiden, geheugen, zei hij.

Mehta heeft een vermoeden dat de manier waarop het brein een kaart van de ruimte maakt hetzelfde is als de manier waarop het iets onthoudt. Als iemand bijvoorbeeld zegt dat je een willekeurige reeks getallen moet onthouden, zou het heel moeilijk zijn. Maar als het deel uitmaakte van een nummer, herinnert u zich het misschien gemakkelijker.

"Onze hersenen zijn erg goed in het oppakken van iets als het afkomstig is van verschillende [zintuigen]," zei Mehta. Dus wanneer het brein een kaart van de ruimte maakt, naast visuele informatie over de scène, houdt het rekening met geuren, geluiden en andere aspecten van de omgeving, zei hij.

De huidige studie was alleen bij ratten, maar Mehta denkt dat menselijke hersenen waarschijnlijk op dezelfde manier reageren als de virtuele realiteit. Eerdere studies hebben aangetoond dat mensen met schade aan de hippocampus in virtuele realiteitsopstellingen geen duidelijke mentale kaarten vormen. Vroeger wisten wetenschappers niet of de kaart slecht was vanwege de hersenschade van de deelnemers of vanwege de virtuele omgeving, maar de huidige bevindingen ondersteunen de laatste, zei Mehta.

Gedetailleerde bevindingen van de studie werden op 24 november gepubliceerd in het tijdschrift Nature Neuroscience.

Volg Tanya Lewis op tjilpen. Volg ons @wordssidekick, Facebook & Google+. Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: The Third Industrial Revolution: A Radical New Sharing Economy.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com