Ученые разрабатывают наночастицы, способные дать людям встроенное ночное видение

Глаза людей и других млекопитающих могут обнаруживать свет в диапазоне длин волн от 400 до 700 нанометров. А ближний инфракрасный свет имеет более длинные волны — от 750 нм до 1,4 мкм. Человек может видеть в темноте с помощью тепловизионных камер, но они обычно громоздкие и неудобные. Ученые решили поэкспериментировать и попробовать дать мышам инфракрасное зрение, вводя в их глаза специальный тип наноматериала — наночастицы с повышением частоты(НСПЧ).

Эти наночастицы содержат редкоземельные элементы эрбий и иттербий. Они могут преобразовывать низкоэнергетические фотоны из ближнего инфракрасного излучения в более высокоэнергетический зеленый свет, который уже видеть человеческому глазу. Ученые нацелили НСПЧ на фоторецепторы в глазах мыши, прикрепив белок, связанный с молекулой сахара на поверхности фоторецептора. Затем они вводили НСПЧ в фоторецептор позади сетчатки.

Чтобы определить, могут ли инъецированные мыши видеть и обрабатывать инфракрасный свет, ученые провели несколько физиологических и поведенческих тестов. В одном их них они поместили мышей в Y-образный резервуар с водой. У одной ветви была платформа, на которую мыши могли взобраться, чтобы спастись от воды. Исследователи научили мышей плавать в направлении видимого света в форме треугольника, обозначавшего путь к спасению. А подобным образом освещенный круг обозначал ветку, где платформы нет. Затем исследователи заменили видимый свет на инфракрасный.

Результаты показали, что мыши с инъекцией видели треугольник и плыли к нему, а мыши без инъекции фигур не видели. Хотя способность сохранялась в течение по крайней мере десяти недель и не вызывала каких-либо заметных побочных эффектов, ученые хотят сделать способ более безопасным и увеличить чувствительность наноматериалов, прежде чем испытать его на людях. В настоящее время исследователи экспериментирует с двумя органическими красителями, пытаясь заменить ими редкоземельные элементы.

Фото: Gang Han