В МГУ разработали трехмерный лабиринт для исследования пространственной памяти

В МГУ разработали 3D лабиринт для изучения пространственной памяти

Что происходит в мозге млекопитающих, в частности мышей, когда они путешествуют по сложному, объемному лабиринту, решили узнать российские ученые. Для этого в Институте перспективных исследований мозга и биологического факультета МГУ им. Ломоносова создали первый в мире 3D-лабиринт для таких «прогулок». Он был представлен на недавней конференции «Нейротехнологии и нейроинтерфейс – 2025».

До последнего времени все поведенческие эксперименты проводились с грызунами в горизонтальных (2D) лабиринтах, что расходилось с реальной жизнью животных. Ученые решили исправить ситуацию, создав для них более привычную среду с подъемами и спусками в виде трехмерного лабиринта. Это понадобилось им для более полного изучения и анализа поведения млекопитающих.

Мышиный «лабиринт XXI века» выполнен из акрила и включает в себя более 30 сегментов, расположенных на разной высоте и с различными углами наклона. При этом для отслеживания движений животных используется всего одна видеокамера, которая позволяет фиксировать позы животных, несмотря на искусственно создаваемую плохую видимость при изменяющемся освещении.

Камера установлена над лабиринтом, и для того, чтобы преобразовывать двумерный «вид сверху» в трехмерную модель ученые разработали для нее  специальную программу. Они столкнулись и с тем, что мыши, бегающие по лабиринту, периодически становятся невидимыми в «слепых зонах» (это происходит из-за множественных перекрытий в лабиринте или отражений). Эту проблему также удалось решить при помощи специального алгоритма, который учитывал топологию трехмерной «постройки».

   По словам  первого автора работы Виктора Плюснина, данная разработка впервые позволила детально описать поведение подопытных животных в разных условиях. В частности, программа регистрировала, на каких уровнях и участках грызуны чаще делали паузы или, наоборот, передвигались быстрее. Интересна также информация о том, какие маршруты выбирают мыши, изучая лабиринт. Это, по словам ученого, важно для исследования работы гиппокампа и формирования пространственной памяти.