诺贝尔奖得主爱德华·莫索尔：VR工具为脑科学领域提供有力辅助

10月19日至20日，由工业和信息化部、江西省人民政府主办的2023世界VR产业大会在江西南昌召开。

诺贝尔奖得主、美国国家科学院外籍院士、欧洲科学院院士爱德华·莫索尔出席本次大会，并在10月19日上午举行的开幕演讲中表示，VR技术作为一项工具，对于脑科学的研究和脑科学实验室的建立都很有帮助。莫索尔认为，未来，VR在脑科学领域也会更多地扮演辅助的角色。

VR帮助破解人类大脑内部的“GPS”

如果将人体比作一台精密仪器，大脑就是人体的“指挥官”。人的大脑由800亿-1000亿的神经元组成，而每一个神经元接收来自差不多1万个其他细胞的连接，这一切数据收集、处理、分析的过程，都是由微观级别的大脑细胞完成的。

在大脑的海马体内，存在两种细胞，均被认为是用于实现定位功能：一种是位置细胞，用于告诉动物其和外界相对的属性关系，帮助大脑根据周围环境形成“地图”；第二种则是莫索尔于2005年发现的网格细胞，这项成果也为他摘取了诺贝尔生理学或医学奖的桂冠。莫索尔表示，网格细胞与位置细胞具有相似的局部活动，能够帮助人们了解自身与外界的位置关系。“它们的作用就像是定位编码的GPS，能够令大脑将当前的位置信息告知我们，并指引我们向将要前往的位置。”莫索尔介绍道。

大脑内部的“GPS”要发挥作用，依赖于头脑内部的编码情况；而内部的编码，则依赖于外部的感官。莫索尔指出：“要在黑暗中、或浓雾中知道自己的位置，位置细胞和网格细胞做出的贡献并不相同，要分别单独研究这两种细胞的作用是非常困难的。”然而，VR技术在脑科学方面的应用为破解这项难题的漫漫长夜带来了希望的曙光。莫索尔表示，VR的应用能够帮助科学家将位置细胞和网格细胞拆分开来，为每一个视觉输入或感官输入提供具体的属性与分析。在VR的辅助下，莫索尔确认了视觉信号输入的速度，并据此发现了决定运动属性的两种因素：视觉和本身的运动。他发现，与视觉线索相比，大脑处理自身运信号的速度会减半。

自然环境是使用VR工具的重要参考

理论研究的下一步，就是实际应用。莫索尔表示，通过使用VR头戴设备，能够创造出一种脱离显示的实验：这样的实验可以创造出一种从大脑中脱离出来、以第三视角来观察自身的头脑感官，从而安全地创造出这种被称为“解缠”的体验。而在自然中，解缠体验往往在神经疾病、癫痫等疾病发作或药物滥用时才会出现。

然而，即使通过VR技术可以便利地创造出一系列超现实的实验与研究环境，莫索尔仍然强调在大脑机制研究中对自然环境的参照。会上，莫索尔介绍了利用VR发展出来的一种新型头戴式双光子显微镜技术——2.5g微型化双光子显微镜。莫索尔表示，这种双光子显微镜是对于头戴式VR设备环境研究的重要支撑。通过分析应用该设备得出的实验数据，莫索尔指出，真正的运动信号作用到大脑中，将会显示为电机与信号的反应；而这种发生在大脑内部的反应，其实也能够在显微镜层面上体现出来。这也正是通过位置细胞来解码大脑中神经编码的重要依据。

作为总结，莫索尔表示，VR可以作为一种工具，通过实验将外部数据输入，从而实现对不同细胞在自我定位中的贡献的具体区分与分析；此外，应用了VR技术的试验也表明，体内的感知也受到自然环境的影响，作为研究者，始终要参照自然环境来进行验证。“VR可以帮我们更好的了解脑科学，但是人们也不能忽略对脑细胞和外部环境的位置感知关系的关注。”莫索尔说。