영화 The Matrix 과 같이 완전히 가상 세계에 사는 쥐라면 , 당신은 말할 수 있습니까? 어쩌면 그렇지는 않지만 뇌를 연구하는 과학자들은 할 수 있습니다. 오늘날 연구자들은 동물이 실제 세계에있을 때와는 가상 현실에있을 때 쥐 뇌의 특정 세포가 다르게 작동한다고보고합니다.
문제의 뉴런은 장소 세포로 알려져 있으며, 외부 세계의 특정 물리적 위치에 반응하여 발사하고 공간 내비게이션 및 기억을 담당하는 뇌의 일부인 해마에 있습니다. 매일 집 밖으로 나갈 때, 문에서 2 걸음 떨어진 관목에 도착할 때마다 같은 장소가 발사됩니다. 반대 방향으로 여행하더라도 집으로 돌아 오는 길에 같은 장소에 도달하면 다시 발사됩니다. 과학자들은이 장소 세포가 뇌가 우리 주변의 세계지도를 생성하는 데 도움이된다고 오랫동안 의심했습니다. 그러나 장소 세포는 처음에 언제 발사 해야하는지 어떻게 알 수 있습니까?
이전의 연구에 따르면 세포는 세 가지 종류의 정보에 의존한다는 것이 밝혀졌습니다. 먼저, 그들은 "시각적 신호"또는 주변을 둘러 볼 때 보는 것을 분석합니다. 그런 다음 연구원들이 "셀프 모션 신호"라고 부르는 것이 있습니다. 이 신호는 몸이 우주에서 움직이는 방식에서 비롯되며, 여전히 불을 끄는 방을 찾을 수있는 이유입니다. 최종 유형의 정보는 "근위 신호"입니다. "근위 신호"는 환경에 대한 다른 모든 것을 포함합니다. 출근길에 베이커리 냄새가 나고 거리의 소리가 방해가 걸리고 공원에있는 잔디의 봄 질감은 모두 근위 신호입니다.
현실 세계에서는 각 종류의 큐의 영향을 괴롭히는 것이 매우 어렵습니다. 그러나 가상 현실 환경에서 과학자들은 사용 가능한 정보의 종류를 제어 할 수 있습니다. 이 최신 실험에서 쥐는 주위의 Movielike 이미지가 바뀌면서 공의 상단에 고정되어 트랙을 따라 달리고 있다는 인상을 만듭니다. 그들의 장소 감각은 예측과 자기 모션 신호의 시각적 신호에 의존했지만 소리와 냄새와 같은 근위 신호없이해야했습니다.
로스 앤젤레스 캘리포니아 대학교 (UC)의 신경 물리학자인 Mayank Mehta가 가상 현실에서 실행되는 쥐의 장소 세포 활동이있는 실제 선형 트랙을 따라 달리는 쥐의 장소 세포의 활동을 비교했을 때, 그는 놀라운 차이점을 보았습니다. 실제 세계에서는 쥐의 장소 세포의 약 45%가 트랙을 따라 어느 시점에서 발사되었습니다. 가상 현실에서는 22%만이 그랬습니다. "뉴런의 절반은 막 닥쳤다"고 그는 말했다.
또한, 장소 세포는 실제 세계보다 가상 현실의 공간과 매우 다른 관계를 맺고있는 것처럼 보였습니다. 집 밖으로 나가는 길에 문에서 두 걸음 떨어진 곳에서 발사되는 장소 세포를 기억하십니까? 실제 트랙에서, 그 뉴런의 쥐의 버전은 처음부터 2 단계 떨어진 곳에서 나온 다음 동물이 돌아올 때 같은 지점에 도달했을 때 다시 발사 될 것입니다. 그러나 가상 현실에서는 이상한 일이 일어났습니다. 쥐가 돌아올 때 같은 장소에 도달했을 때 두 번째로 발사하는 대신, 래트가 트랙의 반대쪽 끝에서 2 걸음 떨어져있을 때 세포가 발사되었다. . 그것은 문에서 2 걸음 떨어진 곳에서 두 번 떨어진 곳에서 두 걸음을 내릴 때 뇌의 같은 장소 세포와 같습니다. 절대 공간에서 위치를 인코딩하는 대신, 장소 셀은 (가상) 트랙을 따라 쥐의 상대 거리를 추적하는 것으로 보입니다. Mehta는 이것을 "Disto-Code"라고 부르며 "이것은 실제 세계에서는 결코 일어나지 않습니다"라고 말합니다.
Mehta는 장소 셀 활동의 이러한 차이가 가상 현실의 근위 신호 부족과 관련이 있다고 의심합니다. 어쩌면 그는 가상 현실에서 차단 된 뉴런은 냄새, 소리 및 질감을 취하고 쥐가 우주에있는 위치에 대한 정보로 바꾸는 책임이 있다고 주장합니다. 그리고 이러한 단서가 사라지면 쥐의인지 맵은 절대 공간에서 상대 거리에 따라 하나로 변경되는 것으로 보이며, 근위 신호는 이러한 정신지도가 현실 세계에서 어떻게 작동하는지의 핵심 요소 일 수 있습니다. Mehta는“근위 신호가 존재하자마자 거부권이있다”고 설명했다. "그들은 Disto Code가 나오게하지 않습니다."
이 연구에 관여하지 않은 UC 샌프란시스코 신경 과학자 인 Loren Frank는 Mehta의 실험과 해마의 매핑 시스템의 유연성에 대한 의미에 깊은 인상을 받았습니다. 그러나 그는 근위 신호와 시각적 신호의 영향이 쥐와 인간에서 매우 다를 수 있다고 경고합니다. "우리는 다른 유기체가 우리와 같은 방식으로 세상을 처리한다고 가정하는 경향이있다"고 그는 말했다. 그러나 인간과는 달리 "쥐는 몹시 잘 보이지 않습니다." 대신, 그들은 냄새와 만지에 크게 의존합니다. 따라서 근위 신호를 빼앗아 가면 인간보다 더 큰 영향을 줄 수 있습니다.
이 연구에 관여하지 않은 일리노이 주 에반 스턴에있는 노스 웨스턴 대학교의 신경 생물학자인 Daniel Dombeck은 새로운 연구가 가상 현실에서 쥐의 뇌의 많은 차이점을 책임지고 있음을 "암시 적"한다는 데 동의합니다. "그러나 나는 그것에 대한 논쟁이있을 것이라고 생각한다. 미래의 작업은 [가상 현실과 현실 세계 사이의 차이점이 무엇인지 정확하게 내려야 할 것입니다." 동료 가상 현실 연구원으로서 (그는 매트릭스-을 디자인합니다 Mice for Mice와 마찬가지로 Dombeck은 특히 Mehta의 작업이 이러한 시뮬레이션을 개선하는 방법에 대해 보여주는 것에 대해 특히 흥분합니다. "설치류 가상 현실의 성장하는 분야에 정말 환영받는 것입니다."
