Nanoteknoloji, Farelerin Kızılötesi Olarak Görmesini Mümkün Kılabilir

Nanoteknoloji ile güçlendirilmiş vizyona sahip fareler, kızılötesi ışığın yanı sıra görünür ışığı görebildi. 28 Şubat’ta yayınlanan bu araştırma Cell dergisinde yayınladı. Farelerin gözlerinde tek bir nanopartikül enjeksiyonu, minimum yan etkilerle 10 hafta boyunca infrared vizyon sağladı. Böylece gün içerisinde bile kızılötesi ışık görmelerini sağladılar ve farklı şekiller arasında ayrım yapabilmek için yeterince özgünlükleri bulunuyordu. Bu bulgular sivil şifreleme, güvenlik ve askeri operasyonlardaki potansiyel uygulamalar da dahil olmak üzere insan kızılötesi görme teknolojilerinde gelişmelere yol açabilir.

İnsanlar ve diğer memeliler, gökkuşağının dalga boylarını içeren, görünür ışık denilen bir dizi dalga boyu ışığını görmekle sınırlıdır. Ancak daha uzun bir dalga boyuna sahip olan kızılötesi radyasyon etrafımızdadır. İnsanlar, hayvanlar ve nesneler ısı yaydıkça kızılötesi ışık yayar ve nesneler kızılötesi ışığı da yansıtabilir.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi‘nden kıdemli yazar Tian Xue, “İnsanın doğal vizyonuyla algılanabilen görünür ışık, elektromanyetik spektrumun çok küçük bir kısmını kaplar” diyor. “Elektromanyetik dalgalar görünür ışıktan daha uzun veya daha kısa bilgi veriyor.”

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Xue ve Jin Bao‘nun yanı sıra, Massachusetts Üniversitesi Tıp Fakültesi‘nden Gang Han‘ın liderliğindeki çok disiplinli bir bilim insanı grubu, nanoteknolojiyi gözün mevcut yapılarıyla çalışmak üzere geliştirdi.

Han, “Işık göze girdiğinde ve retinaya çarptığında, çubuklar ve koniler – veya fotoreseptör hücreler – fotonları görünür ışık dalga boylarında emer ve karşılık gelen elektrik sinyallerini beyne gönderir” diyor. “Kızılötesi dalga boyları fotoreseptörler tarafından absorbe edilemeyecek kadar uzun olduğu için onları algılayamıyoruz.”

Bu çalışmada, bilim adamları fotoreseptör hücrelere sıkıca tutturulabilen ve küçük kızılötesi ışık dönüştürücüler gibi davranabilen nanoparçacıklar ürettiler. Kızılötesi ışık retinaya çarptığında, nanopartiküller daha uzun kızılötesi dalga boylarını yakalar ve görünür ışık aralığında daha kısa dalga boyları yayar. Yakındaki çubuk veya koni daha kısa dalga boyunu emer ve sanki görünür bir ışık retinaya çarpmış gibi normal bir sinyal gönderir.

Bao, “Bizim deneyimizde nanopartiküller, 980 nm dalga boyu civarında kızılötesi ışığı emdi ve 535 nm’de en yüksek ışığa dönüştürdü, bu da kızılötesi ışığın yeşil renkte görünmesini sağladı” diyor.

Araştırmacılar, nanoparçacıkları, insanlar gibi kızılötesi olarak doğal olarak göremeyen farelerde test ettiler. Enjeksiyonları alan fareler bilinçsiz fiziksel işaretler gösterdi, öğrenciler gibi daralan kızılötesi ışık saptadıklarını, sadece tampon çözeltiyle enjekte edilen farelerin kızılötesi ışığa cevap vermediklerini belirttiler.

Farelerin kızılötesi ışığa duyarlı olup olmadıklarını test etmek için, araştırmacılar farelerin gündüz koşullarında kızılötesi görebildiğini ve aynı anda görülebilir ışıkta olduğunu göstermek için bir dizi labirent görevi kurdular.

Nadir durumlarda, bulutlu kornealar gibi enjeksiyonlardan yan etkiler meydana geldi, ancak bir haftadan kısa bir sürede kayboldu. Buna sadece enjeksiyon işlemi neden olmuş olabilir? Çünkü sadece tampon çözeltinin enjeksiyonunu alan fareler bu yan etkilere benzer oranda sahiptir. Diğer testler, sub-retinal enjeksiyonlardan sonra retina yapısına zarar vermedi.

Xue, “Çalışmamızda, hem çubukların hem de konilerin bu nanoparçacıkları bağladığını ve yakın kızılötesi ışık tarafından aktive edildiğini gösterdik” diyor. “Bu yüzden bu teknolojinin insan gözünde de işe yarayacağına inanıyoruz, yalnızca süper vizyon oluşturmak için değil aynı zamanda insan kırmızı renkli görme eksikliklerinde de terapötik çözümler üretmek için kullanılabilir.”

Mevcut kızılötesi teknolojisi, ortamdaki gün ışığı ile sınırlı olan ve dış güç kaynaklarına ihtiyaç duyan dedektörlere ve kameralara dayanır. Araştırmacılar, biyo-entegre nanoparçacıkların sivil şifreleme, güvenlik ve askeri operasyonlardaki potansiyel kızılötesi uygulamalar için daha fazla arzu edildiğine inanıyor. Han, “Gelecekte, FDA onaylı bileşiklerden yapılmış, daha parlak kızılötesi görüşle sonuçlanan yeni organik bazlı nanoparçacık versiyonuyla teknolojiyi geliştirmek için yer olabileceğini düşünüyoruz” diyor.

Araştırmacılar ayrıca, nanoparçacıkların emisyon spektrumunu insan gözlerine uyacak şekilde ayarlamak için daha fazla çalışmanın yapılabileceğini düşünüyorlar; bu, farelerin gözlerine kıyasla merkezi görüş için çubuklardan daha fazla koni kullanıyor. Xue, “Bu heyecan verici bir konudur, çünkü burada mümkün kıldığımız teknoloji, insanların doğal yeteneklerimizin ötesinde görmelerini sağlayabilir” dedi.

Kaynak (Çeviri): https://www.eurekalert.org/