Удивительно простой метод может расширить человеческое зрение.
Инъекция с наночастицами может в будущем расширить наше зрение и сделать инфракрасное излучение видимым для нас. Исследователи уже сумели протестировать данный метод на мышах. Наночастицы, введенные в глаз, прикрепляются к фоторецепторам сетчатки и преобразуют падающее инфракрасное излучение в сигналы зеленого света. Затем они обрабатываются глазом, как обычно. По словам исследователей этот метод также может дать нам истинное инфракрасное зрение.
Человеческие глаза могут воспринимать только отдельные фотоны света, поэтому наше зрение сравнительно ограничено. У многих животных глаза намного острее и быстрее, либо они видят области электромагнитного излучения. Летучие мыши и многие насекомые могут видеть ультрафиолетовый свет, в то время как другие беспозвоночные видят инфракрасное излучение. Человеческий глаз, напротив, может воспринимать только длины волн от 400 до 700 нанометров.
Наночастицы как преобразователи света
Но теперь Сюэ и его команда обнаружили метод, который может значительно улучшить наше зрение. Для своего исследования они разработали специальные наночастицы, которые действуют как небольшие преобразователи света: когда они облучаются инфракрасным светом в диапазоне длин волн 980 нм, они излучают видимый свет с длиной волны 535 нм. Именно поэтому инфракрасное излучение преобразуется в зеленый видимый свет.
Эти наночастицы сконфигурированы для прикрепления к естественным фоторецепторам глаза млекопитающего. Инъекция солевого раствора, содержащего эти наночастицы, в глаз мышей показала, что это работает: "Частицы прикрепляются к внутренним и внешним областям колбочек и палочек", сообщают ученые. "Там они сформировывают слой встроенных наноантенн преобразовывающиеся в свет".
Но возможно ли получить истинное инфракрасное изображение с этими наночастицами? Чтобы удостовериться в этом исследователи сделали серию визуальных и поведенческих тестов на мышах. Тесты показали, что инфракрасный свет у обработанных мышей вызывает зрачковый рефлекс - то, что происходит только при передаче визуальных сигналов в мозг. Изучение волн мозга у мышей подтвердило, что инфракрасное излучение было преобразовано в нормальные зрительные стимулы и обработано, как сообщают исследователи.
В другом тесте животным был предоставлен выбор между темной и инфракрасной клеткой. Необработанные мыши одинаково выбирали оба варианта, но обработанные животные избегали инфракрасной клетки - им она казалась яркой, а мышам это не нравилось. "Это ясно демонстрирует, что мыши приобрели инфракрасное излучение, таким образом они действительно видят инфракрасный свет с помощью наших наноантенн", - сообщает Сюэ.
Важно также то, что дополнительные инфракрасные раздражители не мешали нормальному зрению мышей. "Инфракрасный обзор работает параллельно с естественным дневным зрением", - отмечает Сюэ.
Как сообщают ученые инъекция наночастиц в глаз не повредила сетчатку. Хотя у некоторых животных временно развилось небольшое помутнение роговицы, но оно прошло через несколько дней само по себе. Также положительно то, что одной инъекции этих наночастиц было достаточно, чтобы дать мышам инфракрасное зрение в течение более десяти недель.
Может также работать на людях
По мнению ученых этот метод дает уникальную способность человеку. "Мы считаем, что данная разработка работает и в человеческом глазу", - говорит Сюэ. Потому что фоторецепторы и сенсорная физиология практически не различаются у мышей и человека. "Это довольно захватывающе, потому что это позволило бы нам расширить наши естественные чувства и развить супер глаза", - сказал Сюэ.