Studie in eerste instantie met muizen: injectie met nanodeeltjes maakt nachtzicht mogelijk

Studeer in eerste instantie met muizen
Injectie met nanodeeltjes maakt nachtzicht mogelijk

Nachtzicht zonder nachtzichtapparaat: wat klinkt als sciencefiction, kan binnenkort werkelijkheid worden. Onderzoekers zijn in staat om muizen in het nabij-infraroodbereik te laten zien – door nanodeeltjes in hun ogen te injecteren. Soortgelijke nanodeeltjes kunnen ook mensen met een slecht gezichtsvermogen en oogziekten helpen.

Mensen kunnen alleen licht zien in een beperkt aantal frequenties. Lagere frequenties zoals infrarood zijn niet zichtbaar voor onze ogen omdat de fotoreceptoren er niet op reageren. Technologieën zoals nachtkijkers maken dit frequentiebereik zichtbaar, bijvoorbeeld door nabij-infrarood om te zetten in zichtbaar licht. Maar het kan ook zonder, zo blijkt uit een onderzoek.

Wetenschappers van de University of Massachusetts Medical School en de University of Science and Technology of China hebben nanodeeltjes ontwikkeld waarmee muizen ‘s nachts kunnen zien. Voor hun studie, die Vakblad “Cel” verscheen, injecteerde het team van Gang Han nanodeeltjes onder het netvlies van de knaagdieren. De bloedbaan voert de nanodeeltjes vervolgens naar het oog. Daar binden deze zogenaamde nano-antennes zich aan de fotoreceptoren, oftewel de cellen die verantwoordelijk zijn voor de waarneming van licht. Hierdoor kan het oog reageren op nabij-infrarood licht, dat normaal gesproken geen signaal afgeeft.

Volgens de studie toonde een reeks experimenten aan dat de muizen daadwerkelijk in dit frequentiebereik konden zien: als er bijvoorbeeld bijna-infraroodlicht in het oog werd geschenen, vernauwden alleen de pupillen van de geïnjecteerde muizen, terwijl de pupillen van de controle groep reageerde niet. Bij de geïnjecteerde muizen activeerde het nabij-infraroodlicht ook de visuele cortex, die verantwoordelijk is voor visuele waarneming in de hersenen. Nader onderzoek toonde ook aan dat het vermogen om ‘s nachts te zien, blijkbaar niet het uitzicht onder zichtbaar licht aangetast.

Nachtzicht zonder ingewikkelde apparaten

De verankerde deeltjes breiden het zichtbare lichtspectrum zodanig uit dat de dieren nabij-infrarood kunnen waarnemen vanuit het niet-zichtbare bereik, schrijven de onderzoekers. Het brein verwerkt deze informatie vervolgens en interpreteert het als een afbeelding. “Dit gebeurt zonder de hulp van ingewikkelde apparatuur”, zegt het onderzoek. Na de injectie hield het effect tot twee maanden aan.

Bovendien blijkt deze procedure relatief veilig te zijn. Bij de proefdieren waren bijwerkingen zeldzaam. Volgens de wetenschappers werden de hoornvliezen van sommige dieren na de injectie troebel, maar dit verdween binnen een week vanzelf.

“We zijn daarom van mening dat deze technologie ook werkt voor het menselijk oog”, zegt hoofdauteur Tian Xue. “In ons experiment absorbeerden de nanodeeltjes infrarood licht met een golflengte van 980 nanometer en zetten het om in licht van 535 nanometer.” Licht met een golflengte van 535 nanometer is zichtbaar voor het menselijk oog en wordt als groen waargenomen.

Volgens de onderzoekers is het denkbaar dat nanodeeltjes niet alleen kunnen worden gebruikt om het menselijk gezichtsvermogen te verbeteren, maar ook om visuele beperkingen en oogziekten te behandelen. “Met dit onderzoek hebben we de toepassingen van nanodeeltjestechnologie enorm uitgebreid. Met een beetje hulp hebben we misschien de mogelijkheid om alle verborgen informatie van NIR- en IR-straling in het universum te zien die niet zichtbaar is voor onze blote ogen”, vat samen. Studie auteur Gang Han.

Leave a Reply

Your email address will not be published.