O singură injecție oferă mamiferelor vedere nocturnă
Oamenii de știință de la vârful nanotehnologiei sunt pe calea către ceea ce pare imposibil: crearea unei injecții care ne permite să vedem în întuneric. Această cercetare deschide ușa către noi intervenții terapeutice.
Ochiul de mamifer poate răspunde doar la o mică bandă de lungimi de undă.
În general, intervalul este de 400–700 nanometri. Desigur, spectrul complet de lumină este mult mai larg.
La capătul mai lung al acestui spectru este aproape de infraroșu (NIR) și lumină infraroșie (IR).
Niciun mamifer nu poate detecta aceste tipuri de lumină.
Ochelarii de vedere nocturnă permit utilizatorului să detecteze aceste lungimi de undă altfel invizibile, dar sunt greoaie. De asemenea, în timpul zilei, ele devin saturate de lumină și nu mai funcționează corect.
Recent, cercetătorii de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China și de la Universitatea din Massachusetts Facultatea de Medicină din Boston au început să caute modalități de a spori vederea la mamifere la lungimi de undă NIR fără a fi nevoie de tehnologie purtabilă.
Integrarea nanotehnologiei și a viziunii
Lucrarea face parte dintr-un nou val de cercetare axat pe integrarea nanoparticulelor cu sistemele biologice. Prin introducerea unor senzori sau dispozitive minuscule în țesuturile vii, ar putea fi posibilă transmiterea unor noi capacități utile.
Medicina modernă găsește deja utilizări în acest sens. Într-o revizuire, autorii explică: „Există acum numeroase exemple proeminente de nanomateriale folosite pentru îmbunătățirea sănătății umane, în domenii care variază de la imagistică și diagnostic la terapie și medicină regenerativă”.
Cea mai recentă investigație apare în jurnal Celula. Gang Han, dr. - care este profesor asociat de biochimie și farmacologie moleculară - a condus oamenii de știință.
În lucrarea lor, oamenii de știință explică modul în care au injectat „nanoparticule de conversie ascendentă care leagă fotoreceptorii” la șoareci, ceea ce le-a permis animalelor să vadă în întuneric.
Mai exact, au folosit o tehnică de injecție subretiniană, pe care mulți oftalmologi o folosesc acum în mod obișnuit.
Experimentele inovatoare au implicat „lipirea” așa-numitelor nanoantene de fotoreceptorii retinieni ai șoarecilor. Odată ajunși acolo, nanoantenele au transformat lumina NIR în lumină verde vizibilă. Deci, fără a fi nevoie de niciun echipament extern, rozătoarele au fost capabile să perceapă lumina NIR.
Echipa a folosit nanoparticule de lectină pentru a păstra nanoantenele în loc.
O nouă modalitate de abordare a viziunii
Prin punerea șoarecilor printr-o serie de teste, echipa a dovedit că animalele ar putea distinge modele complexe în lumina NIR.
De asemenea, deoarece nanoantenele au fost poziționate atât de aproape de fotoreceptori, au fost necesare doar niveluri foarte scăzute de lumină NIR pentru a declanșa nanoparticulele, permițând astfel percepția luminii.
Foarte important, acest lucru nu a afectat vederea la lumina zilei a animalelor.
După aproximativ 2 săptămâni, capacitatea lor de a vedea în întuneric s-a epuizat. Șoarecii par să nu prezinte efecte adverse, cum ar fi inflamația sau moartea celulară. Desigur, descoperirile sunt fascinante, dar implicațiile se extind dincolo de intriga generală.
Aceste nanoantene vor permite oamenilor de știință să exploreze o serie de întrebări interesante, de la modul în care creierul interpretează semnale vizuale până la tratarea orbirii culorilor.
Gang Han, dr.
Potrivit autorilor, „dotarea mamiferelor cu capacitate de vedere NIR ar putea, de asemenea, deschide calea pentru aplicații critice civile și militare”.
Desigur, deoarece această procedură implică o injecție în ochi, utilizarea sa generală va fi limitată. Cu toate acestea, ar putea deschide ușa către modalități mai puțin invazive de îmbunătățire a vederii. După cum explică autorii:
„[În afară de îmbunătățirea capacității vizuale, acest nanodispozitiv poate servi ca un sistem integrat și controlat de lumină în medicină, care ar putea fi util atât în repararea funcției vizuale, cât și în administrarea medicamentelor pentru bolile oculare.”
Acestea sunt descoperiri timpurii, așa că va fi nevoie de mai multă muncă înainte ca oamenii de știință să poată utiliza tehnica pe scară largă; cu toate acestea, deja, aceste rezultate sunt intrigante și fascinante în sine.
