Наука и технологии

Ученые создают мышей, которые способны видеть инфракрасный свет

Может ли наука когда-нибудь дать нам сверхчеловеческие способности? Новый эксперимент предполагает, что это действительно возможно, в нем исследователи использовали раствор наночастиц, чтобы дать обычным мышам способность видеть в ближнем инфракрасном диапазоне.

«Когда мы смотрим на вселенную, мы видим только видимый свет, но если бы у нас было ближнее инфракрасное зрение, мы могли бы видеть ее совершенно по-новому. Мы могли бы изучать инфракрасную астрономию невооруженным глазом или иметь ночное видение без громоздкого оборудования», — сказал Ганг Хан, исследователь из Медицинской школы Массачусетского университета.

Мы способны видеть, потому что палочки и колбочки (фоторецепторные клетки в сетчатке) поглощают фотоны света и посылают соответствующие электрические сигналы в мозг. Но не весь свет поглощается из-за того, что некоторые длины волн слишком короткие или слишком длинные.

Большинство млекопитающих, включая людей, могут видеть только в узком диапазоне электромагнитного спектра, называемого видимым светом. Видимый спектр простирается от 380 нм до 740 нм, в то время как инфракрасный диапазон находится за его пределами и имеет длину волны от 800 нм до одного миллиметра.

Чтобы «увидеть» объекты, испускающие инфракрасный свет, нам пришлось изобрести специальные устройства, такие как ИК телескопы или тепловизоры. Последние, например, оснащены детекторами, которые могут транслировать инфракрасное излучение, назначая каждой температуре определенный оттенок цвета. Более холодным температурам часто дают оттенок синего, фиолетового или зеленого, а более теплым — красный, оранжевый или желтый.

Но возможно ли видеть инфракрасный свет без какого-либо оборудования? Исследователи из Медицинской школы Массачусетского университета сделали это возможным.

Для своего исследования Ганг Хан и его коллеги ввели в глаза обычных мышей особый тип наночастиц UCNP. Их раствор наночастиц содержал редкоземельные элементы эрбий и иттербий, которые могут преобразовывать низкоэнергетические инфракрасные фотоны в видимый зеленый свет.

Чтобы проверить, действительно ли мыши могут обнаружить инфракрасное излучение, исследователи разработали серию физиологических и поведенческих тестов.

Один из таких тестов представлял из себя Y-образный резервуар с водой, где одна из веток имела отверстие, через которое грызуны могли убежать. На этапе обучения маршрут побега был отмечен видимым цветом в форме треугольника, в то время как другой заблокированный конец был обозначен кругом.

После нескольких раундов обучения видимый свет был заменен инфракрасным.

Y-образный лабиринт

«Мыши с инъекцией частиц могли четко видеть треугольник и всегда плыли к нему, но мыши без инъекции не могли видеть или различать разницу между двумя формами», — говорит Хан.

Однократное введение наночастиц в глаза мышей дало инфракрасное зрение на срок до 10 недель. Хотя был незначительный побочный эффект (мутная роговица), он исчез менее чем за неделю. Испытания не обнаружили повреждений структуры сетчатки, предполагая, что процедура безопасна.

Однако, прежде чем то же самое можно сделать с людьми, предстоит еще много работы. Поскольку UCNP неорганические, существует проблема биосовместимости. Хан хотел бы заменить их органическими красителями вместо редкоземельных элементов.

Где это может пригодиться?

Помимо того, что люди смогли бы видеть за пределами своих естественных возможностей, эта процедура может быть полезна в медицине для коррекции дальтонизма или для запуска высвобождения лекарственного средства при контакте с инфракрасным светом.

Исследователи представят свои результаты на Национальной встрече и выставке Американского химического общества (ACS) осенью 2019 года.

Похожие новости:

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *