Research press release

【動物行動】ゴキブリが歩き回るバーチャルな森

Scientific Reports

Animal behaviour: A cockroach’s-eye view of virtual worlds

実験動物が探索行動をとれるような仮想の森を作り出すバーチャルリアリティーシステム(VRシステム)が開発された。これによって、動物の行動学研究と神経生理学研究に新たな可能性がもたらされるかもしれない。この研究成果を報告する論文が、Scientific Reportsに掲載される。

これまでVRシステムは、例えば齧歯類について、動物の自然環境を実験室内で模倣し、それによって動物の神経機構の研究を改善するために用いられてきた。しかし、昼行性の昆虫のように動体視力の優れた動物を使った実験に使用できるVRシステムの作製は難しかった。

今回、M Vahasoyrinkiたちは、魚眼レンズ付きのデータプロジェクターを用いて、コンピュータ生成画像を球面投影するVRシステムを作製した。このシステムにより、高品質画像で360Hzのフレームレートのパノラマ視覚刺激を作り出せるので、従来の鏡を用いた設計よりも動体視力の優れた動物に適している。このシステムには、ゴキブリなどの歩行動物の行動実験のためのトラックボールシステムが含まれている。今回の研究では、ゴキブリが動物モデルとして用いられた。このVRシステムに置かれたゴキブリは、長期間にわたって活動を続け、歩行活動の活発な時期と不活発な時期を交互に繰り返した。ただし、現在のシステムでは、フルカラーのバーチャル・リアリティー環境を作り出せない。この点は、フレームレートを増やすために妥協せざるを得なかった。

今後の研究は、バーチャル・リアリティーにおいて複数の感覚を刺激すること、例えば、現在開発中の嗅覚測定器を使って嗅覚経路と機械感覚経路を刺激する研究に焦点が置かれるようになるだろう。

A virtual reality system that allows an animal to explore a virtual forest could lead to new possibilities for the behavioural and neurophysiological study of animals. The study is published in the journal Scientific Reports.

Virtual reality (VR) systems have previously been used - in rodents, for example - to mimic an animal’s natural environment in the laboratory and thereby improve the study of the animal’s neuronal mechanisms. Creating a VR system that can be used for experiments with animals that have fast vision, such as day-active insects, has remained elusive.

Mikko Vahasoyrinki and colleagues developed a VR system in which a data projector with an add-on fish-eye lens is used to produce spherical projections of computer-generated images. This enables panoramic visual stimulation with high image quality and at a frame rate of 360 Hz, making it more suitable for animals with fast vision than previous mirror-based designs. The set-up includes a track-ball system for behavioural experiments on walking animals, such as cockroaches, which were used as an animal model in this study. The cockroaches remained active in the VR for extended periods, alternating between bursts of walking activity and periods of inactivity. The system is not yet able to generate a full-colour VR environment - this was compromised to increase the frame rate.

Future research will focus on implementing multisensory stimulation in the VR - for example, an olfactometer is being developed, which will enable the stimulation of the olfactory and mechanosensory pathways.

doi: 10.1038/srep00324

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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