由於眼睛感光能力的限制，動物無法肉眼看見紅外線。記者從中國科學技術大學獲悉，該校薛天教授研究組與美國麻薩諸塞大學醫學院韓綱教授研究組合作，近期結合視覺神經生物醫學與創新納米技術，首次實現了動物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺能力。國際頂級學術期刊《細胞》2月28日發表了該研究成果，並將其選為本期唯一科普視頻重點推廣。
自然界中的電磁波波譜範圍很廣，其中能被我們的眼睛感受的可見光，只佔電磁波譜中很小的一部分。哺乳動物無法看到紅外線，這是由其眼睛中的感光蛋白所固有的物理化學特性所決定的，而部分蛇類等動物可以利用特殊器官的溫度感受器來探測到紅外線。為「看見」紅外線，人們發明了以光電轉換和倍增技術為基礎的紅外夜視儀，但缺陷較多，比如通常比較笨重、可能在強光下過曝、與可見光環境不兼容等。
薛天教授研究組與韓綱教授研究組合作，嘗試利用一種可吸收紅外光發出可見光的上轉換納米材料，導入動物視網膜中以實現紅外視覺感知，並發展出一種特異表面修飾方法，使其可以與感光細胞膜表面的特異糖基分子緊密連接，從而牢牢地貼附在感光細胞感光外段的表面。
研究人員通過多種神經視覺生理實驗，證明從外周感光細胞到大腦視覺中樞，視網膜下腔注射了納米顆粒的小白鼠，不僅獲得了感知紅外線的能力，還可以分辨複雜的紅外圖像。
值得注意的是，在獲得紅外視覺的同時，實驗小白鼠的可見光視覺沒有受到影響，實現了同時看見可見光與紅外光圖像。
研究人員還發現，這種納米材料具有良好的生物相容性，從分子、細胞到組織器官以及動物行為的檢驗證明，其可以長期存在於動物視網膜中並發揮作用，沒有明顯負面影響。此項技術有效地拓展了動物的視覺波譜範圍，突破了自然界賦予動物的視覺感知物理極限。
(來源:新華社)