Im Dunkeln sehen: Forscher ermöglichen Nachtsicht, indem sie Partikel injizieren

Die Studie zunächst mit Mäusen
Nanopartikelinjektion ermöglicht Nachtsicht

Nachtsicht ohne Nachtsichtgerät: Was nach Science-Fiction klingt, könnte schon bald Realität werden. Forscher können Mäuse dazu bringen, im nahen Infrarotbereich zu sehen – indem sie Nanopartikel in ihre Augen injizieren. Ähnliche Nanopartikel könnten auch Menschen mit Sehschwäche und Augenkrankheiten helfen.

Menschen können Licht nur in einem begrenzten Frequenzbereich sehen. Niedrige Frequenzen wie Infrarot sind für unsere Augen unsichtbar, da die Fotorezeptoren nicht darauf reagieren. Technologien wie Nachtsichtbrillen machen diesen Frequenzbereich sichtbar, indem sie beispielsweise Nahinfrarotstrahlen in sichtbares Licht umwandeln. Es geht aber auch ohne, wie eine Studie zeigt.

Wissenschaftler der University of Massachusetts Medical School und der University of Science and Technology of China haben Nanopartikel entwickelt, die Mäuse nachts sehen können. für ihr Studium das Fachzeitschrift “Cell” Mittags injizierte das Team von Jang Han Nanopartikel unter die Netzhaut der Nagetiere. Die Nanopartikel werden dann über die Blutbahn ins Auge transportiert. Es gibt sogenannte Nano-Antennen, die an Photorezeptoren binden, also die Zellen, die für die Lichtwahrnehmung zuständig sind. Dadurch kann das Auge auf Nahinfrarotlicht reagieren, das normalerweise kein Signal auslöst.

Der Studie zufolge zeigte eine Reihe von Experimenten, dass Mäuse in diesem Frequenzbereich tatsächlich sehen können: Bestrahlte man beispielsweise die Augen mit nahem Infrarotlicht, verengten sich nur die Pupillen der injizierten Mäuse, während die Pupillen der Kontrollgruppe reagierte nicht. Bei den injizierten Mäusen aktivierte das Nahinfrarotlicht auch den visuellen Kortex, der für die visuelle Wahrnehmung im Gehirn verantwortlich ist. Weitere Untersuchungen zeigten auch, dass die Fähigkeit, nachts zu sehen, anscheinend nicht parallaxe Schwäche unter sichtbarem Licht.

Nachtsicht ohne komplizierte Geräte

Die verankerten Partikel erweitern das sichtbare Lichtspektrum so, dass Tiere Nahinfrarotstrahlung im unsichtbaren Bereich wahrnehmen können, schreiben die Forscher. Das Gehirn verarbeitet diese Informationen dann und interpretiert sie als Bild. „Dies geschieht ohne Zuhilfenahme komplexer Geräte“, heißt es in der Studie. Nach der Injektion hält die Wirkung bis zu zwei Monate an.

Zudem scheint dieses Verfahren relativ sicher zu sein. Bei Versuchstieren traten Nebenwirkungen selten auf. Wissenschaftlern zufolge wurde die Hornhaut einiger Tiere nach der Injektion trüb, verschwand aber innerhalb einer Woche von selbst.

„Deshalb glauben wir, dass diese Technologie auch für das menschliche Auge funktioniert“, sagte der Hauptautor der Studie, Tian Xue. „In unserem Experiment haben die Nanopartikel Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 980 nm absorbiert und in Licht bei 535 nm umgewandelt.“ Licht mit einer Wellenlänge von 535 Nanometern ist für das menschliche Auge sichtbar und wird als grün wahrgenommen.

Den Forschern zufolge ist es denkbar, dass Nanopartikel nicht nur zur Verbesserung des menschlichen Sehvermögens, sondern auch zur Behandlung von Sehbehinderungen und Augenkrankheiten eingesetzt werden können. „Durch diese Forschung haben wir die Anwendungen der Nanopartikeltechnologie stark erweitert. Mit ein wenig Hilfe können wir möglicherweise alle verborgenen Informationen der NIR- und IR-Strahlung im Universum sehen, die für unser bloßes Auge unsichtbar sind“, so der Autor der Studie Jan Han.

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