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使用可转换光的纳米粒子制成的夜视“上老鼠”

2020-02-08 16:04:20来源:

提示超级鼠标。科学家设计出了能够看到通常对哺乳动物(包括人类)不可见的红外光的小鼠。

为此,他们将它们注入到啮齿动物的眼睛的纳米颗粒中,该颗粒将红外光转换为可见波长1。

人类和小鼠与其他哺乳动物一样,看不到红外光,该红外光的波长比红光稍长,波长在700纳米到1毫米之间。

但是合肥中国科学技术大学的神经科学家田学和他的同事开发了将纳米波长转换为可见光的纳米粒子。纳米粒子吸收约980纳米波长的光子,并以较短的波长(约535纳米)发射光,对应于绿光。

薛团队将纳米颗粒附着到与光感受器结合的蛋白质上,“光眼中的细胞将光转换成电脉冲”,然后将它们注射到小鼠体内。

研究人员表明,纳米粒子成功地附着在感光体上,感光体进而通过产生电信号并激活大脑的视觉处理区域而对红外光作出反应。

夜视游戏

该小组进行的实验表明,老鼠确实能够检测到红外线并对其做出反应。

在一项测试中,他们为小鼠提供了一个暗盒和一个被“照明”的盒子的选择。通常,夜间活动的小鼠会寻求较暗盒子的安全性。普通小鼠在两个盒子之间没有显示偏好,因为它们看不到红外光。但是改良的小鼠偏爱暗盒。

在另一个实验中,研究小组教导这两种类型的鼠标将绿光与电击相关联,但是当红外灯打开时,经过修饰的鼠标也会因恐惧而僵住。

最后,研究人员将啮齿类动物放在一个水迷宫中,该迷宫的两只手臂被不同的光照模式照亮,其中只有一只导致了隐藏的干燥避难所。修改后的小鼠根据光的模式选择了迷宫的正确手臂,而不管模式是在可见光还是在红外光下显示。

薛说:“有时有些令人毛骨悚然。”“渊ou展示了您看不见的鼠标不同的图案”,对您来说,只是一个空白的屏幕。但是鼠标可以正确选择它。

申请问题

其他团体也试图给啮齿动物提供红外视野。北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学的神经科学家埃里克·汤姆森(Eric Thomson)开发了一种系统,该系统可使大鼠通过与大脑直接相连的四个传感器来检测红外光2。汤姆森说,但是少数的传感器只能为老鼠提供足够的视觉信息,使其能够找到照明灯的位置。

他说:“真正令人兴奋的是,他们实际上表明他们获得了真实的图像信息。”

薛说,他的技术可以有多种应用,包括给人们“上视”?通过检测环境中的人和物体发射或反射的红外波长,看到红外光可以帮助人们在晚上看。例如,这对于军事和安全行动可能很有用。

该研究小组还希望使纳米颗粒适应药物的携带,以便以后在眼中释放。但是,在对人体进行任何使用之前,都存在一些障碍,包括安全问题。

薛说,例如,该团队的纳米粒子包含重金属,调节剂不太可能批准它们用于人类,因此该团队正在开发有机版本。

但并非所有人都认为该技术可用于增强人类的视觉。

伦敦大学学院视觉神经科学家格伦·杰弗里(Glen Jeffery)说,人类视觉系统已经发展了数百万年,以对电磁系统的特定部分敏感。视网膜并不习惯于看到红外线。它不确定人们将如何解释图像:例如,环境看起来会明亮很多,图像可能会让人不知所措。

杰弗里说,因此,尽管科学在技术上令人印象深刻,但尚不清楚该技术将产生什么影响。考虑到他的忧虑,他补充说:“泪是世界上最后一个想要看到红外线的人。”

自然567,16-17(2019)