Im Dunkeln sehen: Forscher ermöglichen Nachtsicht mit Partikelinjektion

Die erste Studie mit Mäusen, denen Nanopartikel injiziert wurden, ermöglicht Nachtsicht

21.06.2022, 09:00

Nachtsicht ohne Nachtsichtgerät: Was wie Science-Fiction anmutet, könnte schon bald Realität werden. Forscher können Mäuse dazu bringen, im nahen Infrarotbereich zu sehen, indem sie Nanopartikel in ihre Augen injizieren. Ähnliche Nanopartikel könnten auch Menschen mit Sehschwäche und Augenkrankheiten helfen.

Menschen können Licht nur in einem begrenzten Frequenzbereich sehen. Niedrigere Frequenzen wie Infrarot sind für unsere Augen nicht sichtbar, da Fotorezeptoren nicht darauf reagieren. Technologien wie Nachtsichtbrillen machen diesen Frequenzbereich sichtbar, indem sie zum Beispiel das nahe Infrarot in sichtbares Licht umwandeln. Es könnte aber auch ohne funktionieren, wie eine Studie zeigt.

Wissenschaftler der University of Massachusetts School of Medicine und der University of Science and Technology of China entwickelten Nanopartikel, mit denen Mäuse nachts sehen können. Für ihre Studie, die in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht wurde, injizierte das Team um Gang Han Nanopartikel unter die Netzhäute der Nagetiere. Der Blutstrom trägt dann die Nanopartikel zum Auge. Dort binden diese sogenannten Nanoantennen an Fotorezeptoren, also die für die Lichtwahrnehmung zuständigen Zellen. Dadurch kann das Auge auf Nahinfrarotlicht reagieren, das normalerweise kein Signal aktiviert.

Der Studie zufolge zeigten mehrere Experimente, dass Mäuse in diesem Frequenzbereich tatsächlich sehen konnten: Wenn zum Beispiel das nahe Infrarotlicht in das Auge eingestrahlt wurde, verengten sich nur die Pupillen der Mäuse, denen die Injektion verabreicht wurde, während die der Kontrolle . Gruppe reagierte nicht. Bei injizierten Mäusen aktivierte Nahinfrarotlicht auch den visuellen Kortex, der für die visuelle Wahrnehmung im Gehirn verantwortlich ist. Nachfolgende Forschungen zeigten auch, dass die Fähigkeit, nachts zu sehen, anscheinend keine Sehkraft ist unter sichtbarem Licht verschlechtert.

Nachtsicht ohne komplizierte Geräte

Verankerte Partikel verbreitern das Spektrum des sichtbaren Lichts so, dass Tiere das nahe Infrarot aus dem unsichtbaren Bereich wahrnehmen können, schreiben die Forscher. Das Gehirn verarbeitet diese Informationen dann und interpretiert sie als Bild. „Dies geschieht ohne die Hilfe komplizierter Geräte“, heißt es in der Studie. Nach der Injektion hielt die Wirkung bis zu zwei Monate an.

Auch dieses Verfahren scheint relativ sicher zu sein. Nebenwirkungen traten bei den Versuchstieren selten auf. Wissenschaftlern zufolge wurde die Hornhaut einiger Tiere nach der Injektion trüb, verschwand jedoch innerhalb einer Woche von selbst.

„Deshalb glauben wir, dass diese Technologie auch für das menschliche Auge funktioniert“, sagte der Hauptautor der Studie, Tian Xue. „In unserem Experiment absorbierten die Nanopartikel Infrarotlicht bei einer Wellenlänge von 980 Nanometern und wandelten es in Licht bei 535 Nanometern um.“ Licht mit einer Wellenlänge von 535 Nanometern ist für das menschliche Auge sichtbar und wird als grün wahrgenommen.

Denkbar ist laut Forschern, dass Nanopartikel nicht nur zur Verbesserung des menschlichen Sehvermögens, sondern auch zur Behandlung von Sehbehinderungen und Augenkrankheiten eingesetzt werden könnten. „Mit dieser Forschung haben wir die Anwendungen der Nanopartikeltechnologie erheblich erweitert. Mit ein wenig Hilfe können wir alle verborgenen Informationen der NIR- und IR-Strahlung im Universum sehen, die für unsere Augen nicht sichtbar sind. nackt“, er fasst zusammen. Autor der Studie Gang Han.

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