Експеримент: Мишки получават инфрачервено зрение. Скоро и хората (видео)

Като в някакъв фантастичен роман, изследователи инжектират разтвор с наночастици в очите на мишки, което им дава възможност да виждат в инфрачервения спектър.

Резултатите са публикувани в списание Cell.

Обикновено очите на гризачите, както и на хората, не могат да възприемат инфрачервеното електромагнитно лъчение, въпреки че могат да го усетят под формата на топлина.

Повечето бозайници, включително хората, могат да виждат само в тесен диапазон на електромагнитния спектър, наречен видима светлина. Видимият спектър се простира от 380 нанометра до 740 нанометра, което е извън инфрачервения спектър, чиито дължини на вълните се простират от 800 нанометра до един милиметър.

"Когато светлината влезе в окото и попадне в ретината, пръчиците и конусите - или фоторецепторните клетки - абсорбират фотоните с дължини на вълната на видимата светлина и изпращат съответните електрически сигнали към мозъка", обяснява Ган Хан (Gang Han) от Медицинския университет на Масачузетския университет. "Тъй като инфрачервените дължини на вълните са твърде дълги, за да бъдат абсорбирани от фоторецепторите, ние не можем да ги възприемаме."

Инфрачервените или термичните камери са оборудвани с детектори, които могат да преобразуват инфрачервеното лъчение, като присвояват на всяка температура нюанс на цвят. На по-ниските температури често се придава нюанс на синьо, лилаво или зелено, а при по-високи температури - нюанс на червено, оранжево или жълто.

Не знаем как точно мишките в този експеримент възприемат инфрачервения спектър чрез зрението си, но изглежда, че го могат.

Изследователи от Университета за наука и технологии в Китай и Медицинския университет в Масачузетс успяват да разработят наночастици, които да се свържат със съществуващите структури на окото. След като наночастиците се закрепят за фоторецепторни клетки, те действат като малки инфрачервени светлинни преобразуватели. Когато инфрачервената светлина попадне в ретината, по-дългите инфрачервени дължини на вълните се излъчват отново в по-къси дължини на вълната в обхвата на видимата светлина. Така че, всъщност, мишките наистина не виждат инфрачервените лъчи - виждат инфрачервената информация във форма, достъпна за сетивата им, както работи термичната камера.

"В нашия експеримент, наночастиците абсорбират инфрачервена светлина с дължина на вълната около 980 nm и я преобразуват в светлина с 535 nm, което прави инфрачервената светлина да изглежда в зелен цвят", пояснява Дзин Бао (Jin Bao) от Китайския университет по наука и технологии".

^{Наночастиците (в бяло) се свързват с пръчиците и конусите в ретината на мишките, позволявайки на гризачите да усетят инфрачервения спектър. Кредит: Current Biology.}

Мишките, инжектирани с наночастиците, показват различни признаци, че могат да усетят инфрачервените лъчи, като например, че техните зеници свиват. В един експеримент, мишките успяват да се ориентират в поредица от лабиринти - задачи, с които не могат да се справят с нормално зрение - показвайки, че могат едновременно да възприемат както инфрачервената, така и видимата светлина.

Еднократно инжектиране на наночастици в очите на мишките дава инфрачервено зрение за до 10 седмици. Въпреки че е има незначителен страничен ефект (мътна роговица), той изчезва за по-малко от седмица. Тестовете не откриват увреждане на структурата на ретината, което предполага, че процедурата е безопасна.

_{Илюстрация на процеса на преобразуване на инфрачервената във видима светлина. Кредит: Cell.}

„В нашето проучване показахме, че пръчиците и конусите се свързват с тези наночастици и са били активирани от близката инфрачервена светлина“, отбелязва Тиен Сюе (Tian Xue), съавтор в изследването. „Смятаме, че тази технология ще работи и в човешките очи, не само за създаване на супер зрение, но и за терапевтични решения при човешки червен зрителен дефицит”.

„В бъдеще смятаме, че може да има място за подобряване на технологията с нова версия на наночастици на органична основа, изработени от одобрени от FDA съединения, които да водят до още по-ярко инфрачервено зрение“, коментира Хан.

В бъдеще учените планират да нагласят наночастиците си, за да отговарят по-добре на човешките очи, които имат повече конуси и пръчки от мишките.

"Това е една вълнуваща тема, защото технологията, която създадохме, може в крайна сметка да даде възможност на хората да виждат отвъд нашите природни възможности", прогнозира Сюе.

Още по темата

09/11/2015

Животът

Разгадано е защо рибите имат инфрачервено зрение (видео)

03/04/2015

Животът

Фотосинтеза, усвояваща всеки цвят от слънчевата светлина - от оранжев до инфрачервен