あなたが映画のような完全な仮想世界に住むネズミだったとしたら The Matrix 、わかりますか？そうではないかもしれませんが、あなたの脳を研究している科学者はできるかもしれません。今日、研究者は、動物が仮想現実にいるときと現実世界にいるときでは、ラットの脳の特定の細胞が異なる働きをすることを報告しています。
問題のニューロンは場所細胞として知られており、外界の特定の物理的位置に反応して発火し、空間ナビゲーションと記憶を司る脳の一部である海馬に存在します。毎日家を出ると、ドアから 2 歩離れた低木に到達するたびに、同じ場所のセルが発火します。反対方向に移動しているにもかかわらず、帰りに同じ場所に到達すると、再び発射されます。科学者たちは、これらの場所の細胞が脳が私たちの周りの世界の地図を生成するのを助けているのではないかと長い間疑っていました.しかし、そもそも場所の細胞はいつ発火するかをどのように知っているのでしょうか?
以前の研究では、細胞が 3 つの異なる種類の情報に依存していることが示されました。まず、彼らは「視覚的合図」、つまり周りを見回したときに見えるものを分析します。次に、研究者が「自己運動キュー」と呼ぶものがあります。これらの手がかりは、宇宙での体の動きから来ており、明かりを消した部屋でも自分の道を見つけることができる理由です.最後のタイプの情報は、あなたがいる環境に関する他のすべてを包含する「近位の手がかり」です。通勤途中のパン屋の匂い、渋滞する通りの音、弾力のある草の質感。公園ではすべて近位の手がかりです。
現実の世界では、それぞれのキューの影響を引き出すことは非常に困難です。しかし、仮想現実環境では、科学者は利用可能な情報の種類を制御できます。この最新の実験では、ボールの上部に固定されたラットがその場で走り、周りの映画のような画像が変化し、トラックに沿って走っているような印象を与えました。彼らの場所の感覚は、投影からの視覚的な手がかりと自己運動の手がかりに依存していましたが、音や匂いのような近位の手がかりなしで対処しなければなりませんでした.
ロサンゼルスにあるカリフォルニア大学 (UC) の神経物理学者 Mayank Mehta が、実際の直線的なトラックを走っているラットの場所細胞の活動と、バーチャル リアリティで走っているラットの場所細胞の活動を比較したところ、いくつかの驚くべき違いが見られました。 .現実の世界では、ラットの場所細胞の約 45% が線路沿いのある地点で発火しました。仮想現実では、わずか 22% でした。 「ニューロンの半分はただ黙っているだけです」と彼は言います。
さらに、場所の細胞は、仮想現実では現実世界とはまったく異なる空間との関係を持っているように見えました。家を出る途中でドアから 2 歩離れたときに作動する場所のセルを覚えていますか?実際のトラックでは、そのニューロンのラットのバージョンは、開始から 2 歩離れたときに発火し、動物が帰りの旅で同じ場所に到達したときに再び発火します。しかし、仮想現実では奇妙なことが起こりました。ラットが帰りの同じ場所に到達したときに 2 度目に発火するのではなく、ラットがトラックの反対側の端から 2 歩離れたときに細胞が発火した、と著者らは今日 Science でオンラインで報告しています。 .これは、ドアから 2 歩離れたときと、車から 2 歩離れたときに、脳内の同じ場所の細胞が発火するようなものです。絶対空間で位置をエンコードする代わりに、場所セルは (仮想) トラックに沿ったラットの相対距離を追跡しているようです。 Mehta はこれを「disto-code」と呼び、「これは現実の世界では決して起こらない」と述べています。
Mehta は、これらの場所の細胞活動の違いは、バーチャル リアリティに近位の手がかりがないことに関連しているのではないかと考えています。おそらく、バーチャル リアリティで遮断されるニューロンは、匂い、音、質感を受け取り、それらをラットが空間のどこにいるかに関する情報に変換する役割を担っていると彼は推測しています。そして、これらの手がかりが消えると、ラットの認知マップが絶対空間に基づくものから相対距離に基づくものに変化するように見えることを考えると、近位の手がかりは、これらのメンタルマップが現実の世界でどのように機能するかの重要な要素である可能性があります. 「近位の手がかりが存在するとすぐに、彼らは拒否権を持ちます」とMehtaは説明します。 「彼らはディストコードを起こさせません。」
この研究には関わっていないカリフォルニア大学サンフランシスコ校の神経科学者であるローレン・フランクは、メータの実験と、それが海馬のマッピングシステムの柔軟性について示唆することに感銘を受けました.しかし彼は、近位の手がかりと視覚の手がかりの影響は、ラットとヒトでは大きく異なる可能性があると警告している。 「私たちは、他の生物も私たちと同じように世界を処理していると思い込む傾向があります」と彼は言います。しかし、人間とは異なり、「ネズミはひどくよく見えません」。代わりに、嗅覚と触覚に大きく依存しています。したがって、近位の手がかりを取り除くことは、人間よりも劇的に影響を与える可能性があります.
イリノイ州エバンストンにあるノースウェスタン大学の神経生物学者 Daniel Dombeck は、この新しい研究は、仮想現実におけるラットの脳の違いの多くは近位手がかりの欠如が原因であることを「示唆している」ことに同意する. . 「しかし、それについては議論があると思います。今後の作業では、[仮想現実と現実世界の]違いが何であるかを正確に突き止める必要があります。」仲間の仮想現実研究者として (彼は Matrix- を設計しています) マウスの世界のように)、Dombeck は、このようなシミュレーションを改善する方法について Mehta の研究が示していることに特に興奮しています。 「齧歯動物の仮想現実という成長分野への追加は本当に歓迎すべきことです。」
