裸眼夜中视物或将变为现实 中国科大在实现哺乳动物裸眼红外图像视觉上取得进展
晨报讯 3月1日，江淮晨报、江淮网记者从中国科大获悉，该校生命科学与医学部薛天教授研究组与美国马萨诸塞州州立大学医学院韩纲教授研究组合作，首次实现动物裸眼红外光感知和红外图像视觉能力，突破了自然界赋予动物的视觉感知物理极限。该研究成果于2月28日（美东时间）在线发表于国际顶级期刊《Cell》上。
哺乳动物无法看到大于700nm的红外线。在没有可见光的情况下，比如漆黑的夜晚，什么也看不见。红外线广泛地存在于自然界中，对其的探测感知，将帮助我们获取超过可见光谱范围的信息。为了让肉眼能在黑暗中识物，发展裸眼无源红外视觉拓展技术，中国科大薛天教授研究组同美国马萨诸塞州州立大学医学院韩纲教授研究组合作，并取得重大突破。
科研人员将一种特殊的纳米颗粒注射在实验小鼠眼中，让小鼠的视网膜实现对红外视觉感知。这些纳米颗粒是一种可吸收红外光发出可见光的上转换纳米材料，科研人员对该纳米颗粒进行了修饰，使其可以牢牢固定在小鼠视网膜感受器细胞表面。通过把含有纳米颗粒的液体注入到小鼠眼睛，这些光感受器可以被近红外光激活，产生的信号可以通过视觉神经传递到小鼠大脑视觉皮质。
通过多种神经视觉生理实验，科研人员证明，从外周感光细胞到大脑视觉中枢，视网膜下腔注射纳米颗粒的小鼠，不仅可以获得感知红外线的能力，还可以分辨复杂的红外图像。值得一提的是，这些纳米颗粒并不会影响小鼠的正常可见光视觉。
研究人员还发现，这些纳米材料因为具有良好的生物相容性，可长期存在于动物视网膜中发挥作用，而对视网膜及动物视觉能力均没有明显负面影响。一系列实验结果表明，此项技术有效拓展了动物的视觉波谱范围，首次实现裸眼无源的红外图像视觉感知，突破了自然界赋予动物的视觉感知物理极限。
这项技术还具有良好的应用前景，不仅能赋予我们超级视觉能力，通过开发具有不同吸收和发射光谱参数的纳米材料，还有可能辅助修复视觉感知波谱缺陷相关疾病，例如红色色盲。这种技术还可以被赋予更多的创新性功能，例如眼底药物的局部缓释、光控药物释放等。目前，多种应用拓展已在相关实验室展开。
“我们希望继续提高红外视觉的敏感程度，让这项技术的应用范围更广泛。”薛天在接受相关访问时表示，该材料的生物相容性也需要再进一步优化。因为假如要应用到人体上面，对于材料的要求显然和小鼠是不一样的。上述应用已准备在大动物模型上展开。晨报记者 刘畅司晨
晨报制图 朱佩佩
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