Un innovador dispositivo de realidad virtual transforma la investigación con ratones

Los avances en tecnología virtual no solo están transformando la vida de los humanos, sino que también están abriendo nuevas fronteras en la investigación científica con animales. Un ejemplo de ello es el MouseGoggles, un dispositivo de realidad virtual diseñado específicamente para ratones, que podría revolucionar el estudio de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer. Creado por investigadores de la Universidad de Cornell, este sistema combina componentes tecnológicos accesibles con un enfoque innovador para observar el comportamiento y la actividad cerebral de estos pequeños roedores.

El MouseGoggles no es un dispositivo de realidad virtual común. A diferencia de los sistemas tradicionales que usaban pantallas panorámicas o configuraciones voluminosas, este headset compacto está diseñado específicamente para la fisiología visual de los ratones. Construido con pantallas de relojes inteligentes y lentes Fresnel, el dispositivo proporciona una experiencia visual inmersiva con un campo de visión de 230° horizontal y 140° vertical, adaptándose a las características únicas de la visión de los roedores. Según el investigador Matthew Isaacson, “el tamaño de las pantallas y las lentes ya estaba disponible comercialmente, lo que permitió construir un sistema eficiente y de bajo costo”.

Además de ser accesible, el MouseGoggles incorpora tecnología avanzada como cámaras infrarrojas integradas en cada ocular para rastrear movimientos oculares y cambios en el tamaño de las pupilas. Esta herramienta, que surgió gracias a una sugerencia de los revisores del estudio publicado en Nature Methods, permite medir con precisión la interacción de los ratones con los estímulos virtuales. “Este tipo de rastreo es esencial para entender cómo los ratones procesan información visual en tiempo real”, explicó Chris Schaffer, investigador principal del proyecto.

En pruebas iniciales, el dispositivo fue utilizado con un sistema de generación de entornos virtuales desarrollado con el motor de videojuegos Godot. Este enfoque permitió crear escenarios tridimensionales sincronizados con los movimientos de los ratones en una cinta esférica que funciona como una caminadora. Aunque los roedores permanecen fijos en el dispositivo, la calidad de la experiencia inmersiva logró superar las expectativas. Como describe Isaacson, “la primera vez que los ratones vieron una figura oscura acercándose en el entorno virtual, reaccionaron con un sobresalto que nunca habíamos observado en configuraciones con pantallas tradicionales”.

El potencial de este sistema para la investigación científica es inmenso. Una de sus aplicaciones más destacadas está en el estudio de la navegación espacial y la memoria, procesos que son clave para entender enfermedades como el Alzheimer. En experimentos recientes, se observaron reacciones significativas en el hipocampo, una región cerebral crucial para la memoria, y en la corteza visual, validando que los estímulos eran procesados correctamente por los ratones.

El MouseGoggles también permite a los investigadores observar cómo los ratones mapean entornos virtuales. Utilizando recompensas líquidas, los científicos lograron entrenar a los roedores para que asociaran ciertos estímulos visuales con recompensas. En solo cinco días, los ratones mostraron comportamientos anticipatorios, demostrando aprendizaje espacial en el entorno virtual. Esta capacidad de estudiar el aprendizaje en tiempo real ofrece una ventana única para investigar cómo enfermedades neurodegenerativas alteran estos procesos.

Además, el dispositivo ha sido utilizado para explorar el impacto del flujo sanguíneo en el cerebro, un tema de gran relevancia en estudios sobre el Alzheimer. Investigaciones previas del equipo de Schaffer habían demostrado que al mejorar el flujo sanguíneo en ratones con Alzheimer, la memoria mejoraba significativamente en cuestión de horas. La tecnología proporciona un marco más preciso y controlado para continuar explorando estas observaciones. “Este avance nos permite analizar cómo las mejoras en el flujo sanguíneo impactan directamente en el funcionamiento neuronal”, comentó Schaffer.

A pesar de sus logros, no está exento de desafíos. Su diseño actual requiere que los ratones permanezcan fijos en un entorno controlado, lo que limita la movilidad y podría afectar ciertos comportamientos naturales. Además, el dispositivo oculta parcialmente los bigotes, una herramienta sensorial esencial para los roedores, lo que podría alterar su percepción del entorno virtual.

El equipo de investigación ya está trabajando en nuevas versiones del dispositivo. Entre los planes a futuro se encuentra el desarrollo de headsets más ligeros y portátiles que permitan a roedores más grandes, como ratas o musarañas arborícolas, explorar entornos virtuales mientras se mueven libremente. También se estudia la posibilidad de integrar estímulos multisensoriales, como olores y sabores, para simular experiencias más realistas. “La realidad virtual de cinco sentidos podría ser el próximo gran paso para entender comportamientos complejos y cómo los animales integran información sensorial en sus decisiones”, indicó Schaffer.

Con su diseño innovador y su potencial para transformar los estudios neurocientíficos, el MouseGoggles representa una herramienta prometedora para desentrañar los misterios del cerebro. Aunque aún enfrenta desafíos técnicos, este avance subraya cómo la combinación de tecnología accesible y creatividad científica puede abrir nuevas puertas en el entendimiento de enfermedades y comportamientos animales.