納米粒子注射就是讓這些老鼠看到紅外線所需的一切
我們都知道,除了分配給我們的視覺系統的波長之外,每個人的夢想都是如此。嗯,像往常一樣,在一些聰明的科學家的幫助下,老鼠首先得到了它們。通過將專門的光線調整納米粒子注入滑鼠的視網膜中,該老鼠突然且能夠清晰地感知識別到近紅外線
這一進展涉及到來自中國科學技術大學研究組與美國麻薩諸塞州州立大學醫學院研究組合作,結合視覺神經生物醫學與創新納米技術,首次實現動物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺能力。
人眼只能看到大約430到770納米之間的光波長;430波長以下為紫外線,770納米波長以上為紅外線。人眼是看不到紅外線,但是如果紅外線的數量足夠大,我們可以感受到它帶來的熱量。所有物體都會發出紅外線,它們越來越暖和,這是熱視鏡的基礎。
雖然有些紅外線遠遠超出了我們的感知能力,但是一種稱為近紅外(NIR)的波段恰好位於我們能夠檢測到的紅色之下。如果你可以通過某種光學技巧將NIR向上移動怎麼辦?當然,科學家一直這樣做 - 將一種光或能量轉換成另一種光。
事實證明,這些研究人員已經為不同的原因創造了必要的技巧,即作為光遺傳觸發器的分子,它可以吸收紅外光(方便地穿透許多組織)並發射可見光譜光。納米粒子與棒和錐體結合,覆蓋它們並改變它們對它們敏感的波長。
研究人員稱之為「nanoantennae」,它們具有生物相容性,可與蛋白質結合,促使它們與視網膜中的光感受細胞結合。當你用一種吸收近紅外輻射(900-1000納米)並輸出500納米短的分子來塗覆通常檢測綠光的細胞時會發生什麼?那個細胞現在可以有效地將紅外線視為綠色的陰影和強度。
當科學團隊將這些分子注入小老鼠的眼睛時,就會發生這種情況(這種視網膜下注射已經在患有某些眼部問題的人體內完成);動物能夠在各種情況下立即檢測出近紅外線。不僅IR光束導致他們的瞳孔收縮,而且在IR中投射的圖案表明獎勵是小鼠可靠地尋找的,這表明這不僅僅是一般意識而是波長的詳細感知。
請注意,這與我們在電影中看到的色彩豐富的「熱視覺」不同 - 夜視鏡使用電子傳感器來放大和分類視覺範圍之外的入射輻射,從而產生有趣的嘈雜彩虹圖像。這更像是看到溫暖的東西比同樣顏色的涼爽物品稍微更亮(和更綠)這些分子似乎也沒有引起視網膜不適,例如細胞死亡或發炎等 - 並且小老鼠在注射後約10周仍能在IR中看到。