Magyar kutatók innovatív VR technológiát alkalmazva új dimenziókat nyitottak meg a látás mechanizmusainak megértésében. A saját fejlesztésű eszköz segítségével eddig ismeretlen összefüggéseket tártak fel, amelyek révén mélyebb betekintést nyerhetünk a viz

A BrainVisionCenter Kutatóintézet és Kompetenciaközpont (BVC) együttműködésben a HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézettel (HUN-REN KOKI) egy innovatív virtuális valóság (VR) szemüveget fejlesztett ki, amely kifejezetten egerek számára lett optimalizálva. A BVC hétfőn osztotta meg ezt az izgalmas hírt.

A közös eredmény új távlatokat nyit az agyműködés kutatásában és a látást helyreállító agy-számítógép interfészek fejlesztésében. A Moculus nevű eszköz élethűen szimulálja a természetes látást a kísérleti állatok számára, és akár százszorosára gyorsíthatja a tanulási folyamatokat - írták a közleményben.

Ez az eszköz szervesen kapcsolódik a Roska Botond és Rózsa Balázs által létrehozott BVC célkitűzéseihez, amelyek a látás helyreállítására irányuló terápiák és a központi idegrendszeri betegségek kezelésének innovációjára összpontosítanak.

A kutatás mögött Judák Linda, Szalay Gergely, Dobos Gergely és Rózsa Balázs állnak, akik a rágcsálók látókéregében bekövetkező gyorstanulási folyamatok plaszticitását tanulmányozták. E remekművet a kutatók a Nature Methods tudományos folyóirat december 12-i számában tették közzé.

A viselkedés és érzékelés agykérgi reprezentációja a tudomány egyik kiemelt kutatási területe, hiszen ez alapozza meg az agyi mechanizmusok mélyebb feltárását, valamint az ehhez kapcsolódó terápiás lehetőségek felfedezését és kidolgozását.

Ezekben a kutatásokban elengedhetetlen, hogy az egér feje maximálisan stabil maradjon, mivel a bármilyen mozgás negatívan befolyásolhatja az eredmények megbízhatóságát. A tudósok általában az egér fejének rögzítésével és virtuális valóság technológiák alkalmazásával kezelik ezt a problémát - magyarázták a szakértők. Az elmúlt két-három évtizedben agykutatók, gyógyszeripari cégek és techvállalatok számos innovatív virtuális valóság eszközt fejlesztettek ki, hogy alaposabban tanulmányozhassák a kísérleti állatok látását.

Ezek az eszközök jellemzően kétdimenziós projekciókat alkalmaztak a virtuális tér bemutatására, azzal a feltételezéssel, hogy a kísérleti állatok, hasonlóan az emberekhez, képesek a sík képekből – mint például egy televízió képernyőjéről – rekonstruálni a valóságot.

A HUN-REN KOKI, a BVC, az Institute of Molecular and Clinical Ophthalmology Basel és a Pázmány Péter Egyetem kutatói azonban felfedték, hogy ez a feltételezés téves. Rágcsálók vizsgálata során kiderült, hogy a kétdimenziós vetítések nem képesek valósághű élményt nyújtani, ami torzíthatja a kutatási eredményeket - hangsúlyozták.

A kutatás eredményei világosan rámutattak arra, hogy az egerek csak akkor képesek valóban háromdimenziós környezetet érzékelni, ha a virtuális valóságot az ő speciális látásigényükhöz igazítják, így biztosítva a valósághű élményt. Mivel az egerek nem rendelkeznek olyan fejlett absztrakt vizuális gondolkodással, mint az emberek, számukra elengedhetetlen, hogy a látott világ pontosan tükrözze a valóságot - nyilatkozta Szalay Gergely, a HUN REN KOKI és a BVC vezető kutatója.

A közlemény szerint a Moculus VR rendszer egy speciális futópadot tartalmaz - amely rögzíti és továbbítja az egér mozgásának adatait - valamint két képernyőből és egy hozzájuk illeszkedő optikai leképezőrendszerből áll. Ez utóbbi biztosítja az egerek számára szükséges, 180 foknál is szélesebb látómezőt, amely lehetővé teszi, hogy természetes módon lépjenek interakcióba a virtuális környezettel.

Eközben a kutatók a két fotonmikroszkóp segítségével feltérképezhetik az egér agyi aktivitásmintázatait, melyek tanulmányozása lehetőséget ad arra, hogy jobban megértsük, hogyan tanulnak az állatok, és milyen idegi mechanizmusok szabályozzák a döntéshozatalt.

Judák Linda, a HUN REN KOKI és a BVC vezető kutatója kiemelte, hogy a legújabb kutatások ellentmondanak a korábbi elképzeléseknek: a résztvevők akár egyetlen nap, sőt néha mindössze 30 perc alatt is képesek új vizuális információkat elsajátítani. Ez jelentős különbséget mutat a régebbi virtuális valóság rendszerekhez képest, amelyek használata során a tanulási folyamat 5-9 napot vett igénybe.

Ezek a kutatások nem csupán az alapvető agyi funkciók megismerésében játszanak fontos szerepet, hanem elősegíthetik a neurológiai zavarok, mint például a látáskárosodás kezelésére irányuló innovatív terápiák kidolgozását is.

Rózsa Balázs, a BVC vezetője és a HUN-REN KOKI, valamint a Pázmány Péter Katolikus Egyetem csoportvezetője hangsúlyozta, hogy a projekt legfőbb vívmánya egy innovatív eszköz kifejlesztése, amely képes olyan téridőbeli agyi aktivitásmintázatokat létrehozni, amelyek jelentősen meghaladják a korábbi módszerek pontosságát és mélységét a környezetünk vizuális elemeinek kódolásában.

Ez lehetővé teszi, hogy a 3D akusztooptikai mikroszkópra épülő látáshelyreállító eszközök minden eddiginél precízebben aktiválják vissza az idegsejtek aktivitását, és így sokkal pontosabb mesterséges látást hozzanak létre.

Három évvel ezelőtt, 2021 végén, amikor megalapítottuk a BrainVisionCentert, Roska Botonddal közösen a látás helyreállításának alapkutatását, a szükséges speciális kutatói eszközök fejlesztését, valamint az agykérgi látás helyreállításához kapcsolódó kutatásokat tűztük ki fő célként. A Moculus projekt ennek a törekvésnek egy jelentős mérföldköve, mivel lehetőséget biztosít arra, hogy a géntechnológiai eljárások szerepét az agykérgi látás helyreállításában eddig soha nem látott hatékonysággal tesztelhessük - emelte ki az igazgató.

Az eszköz nagy érdeklődésre tart számot az idegtudományi kutatóeszközök területén, hasonló ugyanis jelenleg nem elérhető a piacon - írták a közleményben.