據美國《連線》雜誌網站報道，美國科學家通過觀察老鼠在電子遊戲虛擬空間中的表現，努力尋找研究動物神經活動規律的新途徑。

　　長期以來，雖然科學家對大腦系統已經有了大致的瞭解，但對於單個神經細胞的作用機理卻知之甚少。即使是最先進的用於觀察人腦活動的功能性磁共振成像儀器也只能測量到數百萬個神經元同時活動的狀況。雖然科學家在細胞培養試驗中能夠研究單個神經元，但是，試驗器皿中的腦細胞與真正人體的腦細胞是完全不同的。因此，如何有效追蹤研究活體動物的單個神經元一直是困擾科學家的技術瓶頸。

　　日前，來自美國普林斯頓大學的神經科學家異想天開，居然利用將非常流行的Quake(雷神之錘)線上遊戲軟體升級改進而開發的研究系統對老鼠進行試驗。將老鼠放到Quake遊戲設計的虛擬現實空間之中，通過植入其大腦的傳感器獲得研究數據。

　　這種裝置幾乎能夠實時實地追蹤單個神經元。科學家希望籍此獲得細胞層級的信息，以便深入研究動作、情緒、意識以及其他複雜的心理機能。

　　「神經科學最主要的研究領域之一就是開發研究新的技術途徑，以深入探究腦細胞的工作原理。」普林斯頓大學神經學家大衛-唐克與他人共同撰文，於本週三發表於「自然」雜誌。他說：「單獨的神經細胞中都存在著神經系統的信息，這是亟待我們揭開的奧秘。」

　　唐克的研究團隊著重研究海馬體神經元。那是在大腦中負責學習和記憶的區域，當動物身處特定環境中時就會被激活。雖然海馬體神經元在40年前就已經被確認，科學家始終未能搞清楚究竟是什麼機制增強其活動力。

　　「當你試圖對老鼠大腦進行測量的時候，神經元總是反覆運動難以捕捉，」唐克說：「所以我們努力將其頭部固定。但是，老鼠大腦的活動情況與走迷宮時的情況差不多。」

　　唐克的團隊設計了一套裝置，將老鼠的頭部牢牢地固定在一個金屬頭盔中，並使其在一個泡沫球上走動。球體被噴氣吹動，飄浮在空中，彷彿是一部轉來轉去的跑步機。旁邊安裝著連接在光學計算機上的傳感器，在老鼠奔跑的時候測量泡沫球的運動。

　　科學家對公開發行的Quake2遊戲軟體進行了改進升級，製作出虛擬現實軟體，將圖像投射到老鼠旁邊的螢幕上，以此來獲取觀測數據。唐克稱其為「迷你版IMAX(圖像最大化)劇場」。

　　試驗中的老鼠在Quake遊戲設計的迷宮中轉來轉去。當然，它們的表現不會獲得加分或者能力升級，而是喝到旁邊噴頭流出的清水作為獎勵。

　　研究者在每隻老鼠的海馬體內植入周長僅一微米的玻璃毛細血管，並注入生理鹽水。它將作為一部全細胞記錄儀，探測單個細胞在脈搏中產生的電流。

　　「單個神經元的電活動性力度變化與動物完成複雜任務過程中出現的眾多神經元的放電型式存在什麼樣的聯繫？如果能夠深入理解這一點，其重要性是不言而喻的。」加州大學認知能力科學家道格拉斯-尼茲在一篇評論中寫道。

　　科學家已經提出了至少六種單個神經元行為模式，以解釋海馬體神經元普遍的放電型式，而動物所處的特定空間位置會影響海馬體神經元的行為。唐克的團隊發現單個神經元在持續放電過程中強度不斷變化，這與科學家已經提出的一種模式相契合。

　　如此新穎的研究方式可能會引起更多神經科學家的興趣，而且「公平地說，需要更多的工作，才能確保研究取得成功。」唐克說。

　　尼茲則是非常激動，認為研究成果是「振奮人心的」，並且「必將證明對研究其他腦部組織也是有用的，特別是大腦皮層。」自然，新的虛擬現實試驗方法也令他特別興奮。他寫道，最新發現是「技術開發的第一份報酬」並且「將為今後數十年的研究提供有力的範本。」