Грызун в лабиринте – это основной продукт – даже стереотип – экспериментальной психологии. Но лабиринт в лаборатории Ребекки Беруэлл, профессора когнитивных, лингвистических и психологических наук в Университете Брауна, – это не аппарат вашего дедушки. В новой видео-статье, опубликованной в Journal of Visualized Experiments, исследовательская группа Беруэлла подробно демонстрирует, как можно использовать лабиринт для выполнения автоматизированных задач визуального когнитивного исследования с большой эффективностью.
Лабиринт частично реален, а частично виртуален. Есть настоящие стены – часто в форме гигантского куска фарфала, – но исследователи могут проецировать любые изображения на пол снизу. Использование цифровых проекций делает лабиринт универсальным, а использование пола для проецирования делает его особенно подходящим для предметов, связанных с грызунами.
"Со времен классических исследований Лэшли механизмов зрения нам известно, что крысы уделяют больше внимания стимулам, предъявляемым вблизи земли, но поле продолжает представлять вертикальные двухмерные изображения или трехмерные объекты," Беруэлл сказал. "Новым является идея о том, что представление изображений земле – лучший способ предъявить стимулы крысам и мышам. У грызунов нет ямки [небольшого углубления в сетчатке, где острота зрения наиболее высока], как у приматов, но у них действительно больше ганглиозных клеток сетчатки и фоторецепторов в верхней части сетчатки, что указывает на то, что они лучше видят предметы в нижнем поле зрения."
Таким образом, в то время как люди, участвующие в экспериментах по визуальной психологии, смотрят вперед – например, на экран – и исследуют, оглядываясь, эквивалент мыши или крысы – смотреть вниз и исследовать, двигаясь вокруг.
По словам Беруэлла, система действительно влияет на скорость, с которой крысы изучают задачи в лабиринте. В различных экспериментах, отмечается в статье, крысы научились правильно реагировать на зрительные стимулы за четверть-шестую часть попыток, когда стимулы проецировались на пол, а не на стены.
Пока грызуны ведут себя в лабиринте, за ними следят с помощью верхней камеры и программного обеспечения, которое отслеживает их поведение. Имплантированные нейронные датчики в мозг грызунов позволяют точно регистрировать активность мозга во время сеансов, чтобы ее можно было соотнести с поведением.
Имплантаты также позволяют доставить полезный стимул. По словам Беруэлла, награды, отправленные непосредственно в мозг, могут быть более эффективными, чем пищевые награды, потому что крысы могут быть вознаграждены в момент желаемого результата, и они не насыщаются.
Burwell впервые опубликовал статью о лабиринте с проекцией пола в 2009 году и с тех пор использует ее. Она владеет интеллектуальной собственностью и сказала, что компания заинтересована в лицензировании ее.
"Для всех, кто интересуется использованием крыс или мышей в качестве модели для обработки визуальной информации, представление информации на полу имеет смысл с поведенческой и биологической точек зрения," она сказала.
Институциональный комитет по уходу за животными и их использованию при Университете Брауна должен одобрить протоколы исследований с участием животных, в том числе лабиринт проекции потока.