在实验室里研究人类行为是一项挑战啮齿类动物通常必须在实验测试中作为一个模型。bmc生物学的新研究提出了一种利用虚拟现实更好地理解真实人类行为的实验装置。在这个博客中约翰内斯·f?该研究的一作者解释了这一事项。期间癌症检测也做了许多的调整，调转了产品研发的方向，为了更好的迎合市场的需求。
在行为研究中在受控的实验室环境中测量真实的人类行为是出了名的困难。通常情况下你必须退回到观察微小的运动比如身体反应作为替代——或者你完全跳过人类转而观察啮齿类动物。你可以把啮齿类动物置于人类无法置身的环境中并在受控的环境中观察它们。
但你所测量的是啮齿动物的行为你不能确定你的发现是否适用于人类。为了更多地了解啮齿类动物的行为数据可能如何转化为人类我和同事们开发了一个人类版本的啮齿动物行为任务该任务是《bmc生物学》(bmc b)刚刚发表的一项研究中最突出的啮齿动物行为任务之一——高架加迷宫( )。
在造成焦虑的情况下例如威胁的存在哺乳动物通常会以一种共同的模式调整它们的行为。当主体与威胁之间的距离较大时行为范围从行为抑制(活动减少)到风险评估和探索。如果威胁接目标可能会攻击、冻结或逃跑。个体选择哪种行为取决于个体的焦虑程度。
几十来行为生物学家一直在标准化的实验条件下测量啮齿动物的行为反应试图测量它们的焦虑程度。其中最突出的任务之一是高架迷宫(epm)在这个实验中啮齿动物被放置在一个迷宫中两个张开的和两个闭着的手臂离地举起。啮齿类动物倾向于避开开阔的空间和高处因此评估啮齿类动物焦虑程度的一个指标是它们在这些令人厌恶的张开双臂上花费的时间。焦虑程度低的啮齿动物张开双臂的时间更长而焦虑程度高的啮齿动物则躲在紧闭的双臂中。
精神病学研究利用这项任务来研究药物、基因操纵和环境因素如何改变啮齿动物的焦虑。这些发现通常被认为适用于人类但由于此没有类似的研究这些发现无法得到证实从而使翻译研究复杂化。
人类焦虑缺乏既定的行为任务这让我们感到困惑因为人类的焦虑很容易在行为层面上被观察到。试想一下有人在夜晚的小巷里加快了脚步或者犹豫着走向一座高高的悬崖。诚然这种情况很难在实验室中实现;实验室里一个人大小的epm也有后勤问题和明显的安全问题。据我们所知从来没有人试图设置这样的任务。
为了最终能够有同样完善的工具来测量人类的焦虑我们开发了一种针对人类的epm测试。对我们来说测量人类的实际行为是很重要的而与此同时我们的目标是一种可以在任何中等规模的实验室中使用的测试不会对受试者或研究人员造成重大风险。
在我们的epm测试中受试者站在一个米×米的木制十字架上戴着虚拟现实头盔模拟十字架边缘米处的落差(十字架确实升高了厘米)。我们使用了一个混合现实环境:除了虚拟现实设置我们还包括了现实世界的感觉比如来自通风设备的风这样受试者就可以真正地感受到虚拟环境而不是仅仅看到它。对我们来说有趣的是即使是我们中的一些人发展了epm但从未经历过恐高症(恐高症)当我们面对虚拟的鸿沟时也会立即因恐惧而僵住或颤抖。
我们现在能够研究参与者在epm上的行为并使用运动跟踪来分析超过人在epm上的行为。有趣的是我们发现与啮齿动物相同的参数也反映了人类的焦虑(例如伸开双臂的总时间米的距离)。
在我们的实验中这些参数与主观焦虑评分相关与焦虑相关的特征相关并且对选择性改变焦虑相关行为的药物敏感。此外我们发现受试者的应激系统在激素和生理水平上都有强烈的激活这证实了受试者在虚拟环境中处于压力和焦虑状态。因此即使参与者知道他们是在实验室里测试的他们的焦虑是真实的他们的行为反应反映了他们个人的焦虑水平。
我们认为这一行为任务将推动精神病学的转化研究。精神障碍表现在两个相关领域:人的思想和人的行为。然而在实验室中对相关行为的研究至今还很少进行。例如在焦虑症中避免潜在的威胁是一个显著的症状。有了人类epm我们现在可以在实验室量化回避并将其与神经生物学的发现联系起来。
我们希望人类epm和其他将被开发的任务将有助于在未来更好地描述相关的行为表型。研究人员将依靠实际的人类行为而不是问卷调查或替代品。临床研究可将行为结果作为主要终点作为对症状的主观报告的补充或替代。也就是说我们认为随着虚拟现实技术的发展人类行为研究进入了一个新时代而高架迷宫只是一个开始。