由中國(guó)科技大學(xué)牽頭的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種能夠讓人類實(shí)現(xiàn)裸眼近紅外(NIR)線成像的眼藥水。

視網(wǎng)膜所在的位置是眼球壁的內(nèi)層，貼于眼球的后部。人類視網(wǎng)膜有棒體細(xì)胞約12000萬(wàn)個(gè)，對(duì)弱光刺激敏感；椎體細(xì)胞有650萬(wàn)～700萬(wàn)個(gè)，對(duì)強(qiáng)光和顏色敏感。

棒體細(xì)胞對(duì)波長(zhǎng)500納米內(nèi)的光很敏感，但對(duì)波長(zhǎng)640納米以上的光則無(wú)反應(yīng)。

三種錐形感光細(xì)胞也無(wú)法檢測(cè)到波長(zhǎng)超過(guò)700納米的光(原文如此，通常說(shuō)法是人類可視光譜上限是760納米)，這意味著全光譜中波長(zhǎng)超出的那部分光對(duì)我們來(lái)說(shuō)都是完全不可見的。

真是太遺憾了。對(duì)我們來(lái)說(shuō)烏漆墨黑的東西其實(shí)正在向外輻射著低頻光波。許多動(dòng)物，如蛇和青蛙，已經(jīng)進(jìn)化出紅外線夜視的能力，好在夜間捕捉獵物。

不幸的是，哺乳動(dòng)物沒點(diǎn)開相關(guān)的進(jìn)化樹。我們?nèi)祟愡€算幸運(yùn)，小鼠只有棒體細(xì)胞和兩種類型的椎體細(xì)胞，它們眼睛可接收的光波波長(zhǎng)上限比人類還要低那么一點(diǎn)。

身體內(nèi)部偶爾發(fā)生的奇異化學(xué)反應(yīng)使我們?cè)跈C(jī)緣巧合之下，也能短暫瞥見紅外線構(gòu)成的世界，但一般來(lái)說(shuō)，那里不是人類感覺器官所能處理的地方。

我們也可以使用工具，但它們一般都很笨重，不便于攜帶。

現(xiàn)在好了，研究人員開發(fā)出的納米粒子就像微型夜視裝置一樣——只不過(guò)不是戴在頭上，而是直接安裝到光敏細(xì)胞上。

它被稱為視網(wǎng)膜光感受器結(jié)合轉(zhuǎn)換納米粒子，本身是一種蛋白質(zhì)，可以粘附在棒體和錐體細(xì)胞上，并將長(zhǎng)波光轉(zhuǎn)換為較短波長(zhǎng)的光。

它們就像是納米級(jí)的天線，吸收隱形的近紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化成一種可被接收的光化學(xué)信號(hào)。

科學(xué)家將納米天線溶液注入實(shí)驗(yàn)鼠的眼球，該溶液含有“凝集素蛋白偶聯(lián)的納米顆粒”，用于將納米天線引導(dǎo)至小鼠視網(wǎng)膜光感受器的右側(cè)部分，然后將其固定。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，定位非常成功，LED輻射出的波長(zhǎng)980納米的光子引發(fā)了視網(wǎng)膜反應(yīng)，這證明納米天線影響到了小鼠大腦的視覺皮層。

在更深入的實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的小鼠能夠在各種條件下區(qū)分出簡(jiǎn)單的形狀，例如黑暗中發(fā)出紅外輻射的三角形或正方形。最重要的是，小鼠在白天的時(shí)候保持了正常的視力。

目前尚未發(fā)現(xiàn)可怕的副作用。小鼠出現(xiàn)的唯一問(wèn)題是眼球渾濁。

鼠類的視覺系統(tǒng)與人相似，所以它們對(duì)人類很可能同樣起效。事實(shí)上，以前曾經(jīng)有人發(fā)明過(guò)類似的東西。

幾年前，生物黑客使用一種名為Chlorin e6的光敏物質(zhì)使視網(wǎng)膜對(duì)光線更敏感。據(jù)稱，作為滴眼劑，受試者可以在暗光條件下看得更遠(yuǎn)。

當(dāng)然，正規(guī)機(jī)構(gòu)的研究，需要長(zhǎng)時(shí)間的安全測(cè)試，才會(huì)啟動(dòng)人體實(shí)驗(yàn)。

很容易就能找出這種眼藥水的實(shí)際用途。就算不提軍隊(duì)，有誰(shuí)不想擁有夜視能力？

除了一般的應(yīng)用，納米天線眼藥水也可以將視覺過(guò)程的研究提升一個(gè)層次。

“未來(lái)可以開發(fā)出更多類型的納米天線，”馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生物化學(xué)家Gang Han說(shuō)，“它們將允許科學(xué)家去探索一些有趣的問(wèn)題，從大腦如何解釋視覺信號(hào)到尋求治療色盲的手段?！?/p>

該研究發(fā)表在Cell上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。