Учёные из Китая представили инновационные контактные линзы, которые позволяют человеку видеть в инфракрасном диапазоне, в том числе — сквозь закрытые веки. Эта уникальная разработка способна полностью изменить представление о возможностях зрения и персональных системах визуального наблюдения.
Результаты исследования опубликованы в авторитетном научном журнале Cell. В эксперименте приняли участие как лабораторные мыши, так и добровольцы. И в обоих случаях устройство показало впечатляющие результаты.
Взгляд за пределы видимого света
Зрение большинства млекопитающих ограничено узким диапазоном электромагнитного спектра — от 400 до 700 нанометров. Однако в природе существуют животные, способные воспринимать инфракрасное излучение — например, змеи или насекомые. Чтобы человеку приблизиться к таким возможностям, ранее использовались громоздкие и сложные приборы ночного видения, которые требуют питания и затрудняют передвижение.
Команда китайских исследователей ранее уже демонстрировала способность наделить мышей инфракрасным зрением при помощи инъекций наночастиц, связывающихся с рецепторами в сетчатке. Однако очевидное неудобство метода — необходимость инъекций в глаз — побудило учёных искать менее инвазивное решение.
Прорыв: инфракрасное зрение в виде контактных линз
Новая технология представляет собой тонкие контактные линзы, изготовленные из биосовместимых материалов и содержащие наночастицы, способные преобразовывать инфракрасный свет в видимый. Такой процесс называется «обратным преобразованием» (upconversion).
Эксперименты с животными показали, что мыши, надетые линзы, избегали области, подсвеченной инфракрасными источниками. Их зрачки сужались под действием света, который ранее не воспринимался. Это доказало, что зрительная система действительно регистрирует инфракрасное излучение.
Технология испытана на людях
Линзы были протестированы и на людях. Добровольцы смогли при помощи них распознавать мигающие сигналы, подобные азбуке Морзе, и определять направление источника инфракрасного света. Примечательно, что восприятие оказалось даже более чётким при закрытых глазах — это связано с тем, что инфракрасные волны проходят через веки легче, чем обычный свет.
Также исследователи добились возможности различать разные длины инфракрасного спектра, модифицируя наночастицы. Это может стать основой для новой формы цветовой коррекции зрения, в том числе для людей с нарушением восприятия цветов.
Ограничения и перспективы
Несмотря на впечатляющие результаты, технология пока не лишена недостатков. Из-за близости линз к сетчатке изображение может быть размытым, поскольку свет рассеивается. Для решения этой проблемы учёные разработали также очковую версию устройства, обеспечивающую более высокое разрешение.
Кроме того, нынешняя версия линз эффективна лишь при наличии инфракрасного излучения от светодиодов. Повышение чувствительности используемых наночастиц — следующий этап разработки.
Шаг к новому уровню восприятия
По словам одного из руководителей проекта, нейробиолога Тяня Сюэ, исследование открывает путь к созданию носимых технологий, которые кардинально расширят возможности человеческого зрения без хирургического вмешательства. Такие линзы могут использоваться в спасательных операциях, при обеспечении безопасности, защите от подделок, а также для передачи скрытых инфракрасных сигналов.
Проект представляет собой синтез оптики, нанотехнологий и биомедицинских разработок, и уже сейчас ясно: речь идёт не просто о футуристической идее, а о работающей технологии, которая в перспективе может найти практическое применение в медицине, безопасности и повседневной жизни.
