Наночастицы подарили мышам инфракрасное зрение, следующими могут быть люди

Учёные ввели особые наночастицы в глаза мышей и подарили им таким образом возможность видеть ближний инфракрасный свет.

Фото Global Look Press.

На этом изображении наночастицы зелёного цвета прикреплены к палочкам (фиолетовые) и колбочкам (красные) сетчатки глаза.

Иллюстрация Ma et al./Current Biology.

Поклонники научной фантастики, вероятно, знакомы с фильмом "Чёрная дыра", в нём герой Вин Дизеля наделён ночным зрением. Что ж, теперь такой сценарий стал на шаг ближе к реальности. Международная группа учёных создала мышей, способных видеть ближнее инфракрасное излучение, обычно невидимое для млекопитающих, включая людей.

Как поясняют специалисты, грызуны могут приобрести новую способность благодаря простой инъекции, которая содержит так называемые наноантенны. Они позволяют животным (а в будущем, возможно, и людям) видеть за пределами спектра видимого света – в диапазоне инфракрасного излучения.

Напомним, что видимый свет – это электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, отсюда и его название.

Обычно глаза млекопитающего реагирует на длины волн от 400 до 700 нанометров. Между тем это лишь небольшой процент полного электромагнитного спектра.

Проще говоря, мы не можем воспринимать ближнее инфракрасное излучение без сложных и громоздких электронных устройств, например, очков ночного видения.

Недавно же специалисты из Научно-технического университета Китая и Медицинской школы при Массачусетском университете решили исправить эту ситуацию и наделить мышей "суперзрением".

Группа учёных под руководством нейробиолога Бута Тяня Сюя (But Tian Xue) и Гана Ханя (Gang Han) разработали особые наночастицы. Именно их специалисты прозвали наноантеннами. Они предназначены для поглощения электромагнитных волн определённой длины.

Специалисты прикрепили наночастицы к белкам под названием лектины, связывающиеся с фоторецепторами (клетками глаза, преобразующими свет в электрические импульсы). После этого они ввели их в глаза мышей при помощи капель.

Оказалось, что наночастицы отлично прикрепляются к фоторецепторам, которые, в свою очередь, реагируют на инфракрасное излучение, производя электрические сигналы и активируя области мозга, отвечающие за обработку зрительный сигналов.

Как объясняют авторы работы, наночастицы преобразовывали входящие инфракрасные волны (которые клетки глаза сами по себе обнаружить не могут) в видимый свет, который мозг грызунов затем смог обрабатывать как визуальную информацию. В данном случае они видели ближнее инфракрасное излучение как зеленоватый свет.

На этом изображении наночастицы зелёного цвета прикреплены к палочкам (фиолетовые) и колбочкам (красные) сетчатки глаза.

Команда провела ряд экспериментов, чтобы показать, что грызуны действительно воспринимают инфракрасное излучение и реагируют на него.

В одном из тестов мышам предоставляли выбор между тёмной коробкой и коробкой, освещённой инфракрасными лучами. Обычно грызуны, которые ведут ночной образ жизни, предпочитают первые ящики.

Обыкновенные животные не отдавали предпочтение какому-либо из ящиков, поскольку не могли видеть в инфракрасном диапазоне. А вот модифицированные особи выбирали только тёмный ящик.

В другом эксперименте команда учёных научила оба типа мышей ассоциировать зелёный свет с электрическим током, между тем только модифицированные животные застывали в страхе при включении инфракрасных лучей.

Наконец, исследователи поместили грызунов в Y-образный лабиринт с водой, стороны которого были освещены различными световыми узорами, но только один из них вёл к скрытому сухому убежищу.

Модифицированные мыши выбирали правильное направление лабиринта в соответствии со световым узором, независимо от того, отображались ли они в видимом или инфракрасном диапазоне.

"Иногда это даже немного жутковато. Вы показываете мышам разные узоры, которые сами не видите, для вас это просто пустой экран", – комментирует работу Сюй.

Исследование показало, что суперзрение было временным (от двух до 10 недель) и не влияло на способность животного видеть в видимой части спектра. Кроме того, учёные не наблюдали никаких серьёзных побочных эффектов.

"Эти наноантены позволят учёным исследовать ряд интригующих вопросов: от того, как мозг интерпретирует визуальные сигналы, до того, как можно помочь лечить дальтонизм", – говорит Ган Хань.

Исследователи говорят, что человеческий глаз не слишком отличается от мышиного, что приводит к фантастической перспективе применения подобной техники к людям. Такая способность может пригодиться в военных операциях или операциях по обеспечению безопасности.

Что же касается клинического испытания наночастиц, то сначала их нужно несколько изменить. На сегодняшний день они содержат тяжёлые металлы, и эксперты, контролирующие тестирование, вряд ли одобрят их использование на людях, добавляет Сюй. Поэтому его команда разрабатывает органические версии наноантенн.

Впрочем, не все уверены, что подобная технология может быть использована для улучшения зрения человека.

Наша зрительная система эволюционировала на протяжении миллионов лет, чтобы стать чувствительной к очень специфической части электромагнитного спектра, говорит нейробиолог Глен Джеффри (Glen Jeffery) из Университетского колледжа Лондона.

Джеффри признаёт, что впечатлён исследованием, однако он не понимает, какое влияние окажет такая технология. В конце он добавляет, что "желал бы быть последним в мире человеком, который хотел видеть инфракрасное излучение".

Результаты научного исследования и подробное описание экспериментов представлены в издании Cell.