21.06.2022, 09:00 Uhr π.μ
Nachtsicht ohne Nachtsichtgerät: Was nach Science-Fiction klingt, könnte schon bald Realität werden. Forscher können Mäuse im Nahinfrarotbereich sehen lassen – indem sie ihnen Nanopartikel ins Auge spritzen. Ähnliche Nanopartikel könnten auch Menschen mit Sehschwäche und Augenleiden 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 Nahinfrarot in sichtbares Licht umwandeln. Aber es könnte laut einer Studie auch ohne funktionieren. Wissenschaftler der University of Massachusetts Medical School und der China University of Science and Technology haben Nanopartikel entwickelt, 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 Netzhaut von Nagetieren. Der Blutstrom trägt dann die Nanopartikel zum Auge. Dort heften sich diese sogenannten Nano-Antennen an die Fotorezeptoren, die Zellen, die für den Lichtempfang zuständig sind. Dadurch kann das Auge auf Nahinfrarotlicht reagieren, das normalerweise kein Signal aktiviert. Der Studie zufolge zeigte eine Reihe von Experimenten, dass Mäuse in diesem Frequenzbereich tatsächlich sehen konnten: Strahlte beispielsweise Nahinfrarotlicht auf das Auge, verengten sich nur die Jungtiere der injizierten Mäuse, während die Kontrollwelpen verengten Mannschaft reagierte nicht. Bei den injizierten Mäusen aktivierte Nahinfrarotlicht auch den optischen Kortex, der für die visuelle Wahrnehmung im Gehirn verantwortlich ist. Weitere Forschungen zeigten auch, dass die Fähigkeit, nachts zu sehen, offensichtlich nicht das Spektakel ist unter sichtbarem Licht gedämpft.
Nachtsicht ohne komplizierte Geräte
Die verankerten Partikel erweitern das Spektrum des sichtbaren Lichts so, dass die Tiere den nahen Infrarotbereich 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 ausgefeilter Geräte“, heißt es in der Studie. Nach der Injektion hielt die Wirkung bis zu zwei Monate an. Außerdem scheint dieses Verfahren relativ sicher zu sein. Bei Versuchstieren traten Nebenwirkungen selten auf. Laut den Wissenschaftlern wurde die Hornhaut einiger Tiere nach der Injektion trüb, was jedoch innerhalb einer Woche von selbst verschwand. „Wir glauben also, 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. Laut den Forschern ist davon auszugehen, dass Nanopartikel nicht nur zur Verbesserung des menschlichen Sehvermögens, sondern auch zur Behandlung von Sehproblemen und Augenkrankheiten eingesetzt werden können. „Mit dieser Forschung haben wir die Anwendungen der Nanopartikeltechnologie erheblich erweitert. Mit ein wenig Hilfe können wir möglicherweise alle verborgenen Informationen der NIR- und IR-Strahlung im Universum sehen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind“, sagte er . Studienautorin Gang Han.
