Científicos están creando mundos de realidad virtual para ratones y primates

Los investigadores ahora tienen la capacidad de construir mundos de realidad virtual que pueden ser habitados tanto por animales de laboratorio (como ratas y monos) como por humanos, permitiendo así una investigación cerebral interespecífica que nunca antes había sido posible, donde diferentes especies recorren ambientes virtuales en videojuegos mientras los científicos estudian la actividad cerebral.

Los neurocientíficos usualmente trabajan con ratas de laboratorio y otros animales para adquirir conocimientos sobre el cerebro, pero sus descubrimientos no siempre resultan aplicables en humanos, nos explicó Julio Martínez-Trujillo, quien trabaja en el Mind Institute de la Western University en Ontario, Canadá. Por ejemplo, los humanos no pueden ser colocados en laberintos como sucede con las ratas de laboratorio: necesitarías un espacio del tamaño de un edificio entero, así que no sería práctica la tarea de monitorear su actividad cerebral.

"Un reto en la neurociencia es resolver cómo llevar la investigación animal más cerca de la investigación humana", dijo Martínez-Trujillo a Motherboard. "Decidimos intentar resolverlo usando herramientas que están disponibles en el mundo de los videojuegos".

En un nuevo estudio publicado en el Diario de Métodos de Neurociencia, un equipo de neurocientíficos (incluyendo a Martínez-Trujillo, Roberto Gulli y Guillaume Doucet) describen una nueva "caja de herramientas" de realidad virtual que han diseñado, ésta puede ser usada para desarrollar videojuegos y mundos virtuales que sirven para la investigación cerebral tanto en humanos como animales.

Los videojuegos y la realidad virtual ya se han usado en un número limitado de estudios animales en laboratorio, dijo Doucet, quien tiene formación en animación 3D. Pero en esos casos "la RV estaba hecha específicamente para ratones", así que los hallazgos de los científicos no se podían trasladar a otras especies. La mayoría de los experimentos de neurociencia utilizan MATLAB o Python, continuó. "Éstas herramientas no están hechas para animación 3D o experimentos de RV, así que creé una forma de tomar un motor de videojuegos y darle scripts que pudieran tener una interfaz de experimentos ya existentes", dijo.

En pocas palabras: construyeron un puente que permitirá a los frameworks de videojuegos crear ambientes de RV en 360 grados para estudios detallados sobre animales y humanos.

Un mono jugando un videojuego. La actividad neuronal en hipocampo es registrada a medida que el sujeto navega a través de un mundo de RV. El punto negro indica la posición ocular del mono en la pantalla. Crédito:Cognitive Neurophysiology Laboratory/Western University

Doucet y su equipo usaron un framework de desarrollo de videojuegos llamado Unreal Engine 3, utilizado en muchos de los videojuegos comerciales de gran presupuesto. Eso es lo que "maneja el ambiente virtual", dijo Doucet, y se asegura que todo se vea realista: que una sombra se proyecte en la dirección correcta cuando un objeto se mueve, por ejemplo.

"Creamos un traductor o interfaz entre nuestros programas experimentales y el lenguaje de videojuegos que opera en el mundo virtual", explica Gulli.

Aunque la herramienta no ha sido utilizada todavía para estudios con animales y humanos, el equipo ha realizado algo de trabajo con monos, pero sigue sin ser publicado. Gulli detalló, "usamos la herramienta de RV para crear un ambiente donde los monos tuvieran que navegar a través de un mundo virtual y así crean memorias dentro del mismo", .

A medida que estos monos exploraban el laberinto, debían buscar pistas que les pudieran ayudar a entender qué hacer: por ejemplo, los colores de los muros podían cambiar para decirle a un mono que gire a la izquierda o la derecha. Los monos no están portando cascos de Realidad Virtual, dijo Gulli, "aunque está programado de forma que podrían usar los lentes [3D]". En lugar de eso, los sientan frente a una pantalla de computadora y navegan a través de un joystick (reforzado a prueba de monos). "Es bastante intuitivo para ellos", dijo. "Pueden aprender a usar estos joysticks en cuestión de minutos". De acuerdo con Martínez-Trujillo, esperan poder implementar pronto una versión humana de este estudio.

Los neurocientíficos siguen aprendiendo cómo es que los humanos y otras especies responden a la realidad virtual, pero la investigación hecha en el mundo virtual parece decirnos mucho sobre cómo respondemos en el mundo real. Ahora seremos capaces de saber qué sucede en los cerebros de ratas de laboratorio y otras especies en estos ambientes y cómo se compara eso con los humanos.