中科大：人類或將擁有超級視覺能力

[2019.03.05] 發表

【明報專訊】據《文匯網》報道，中國科學技術大學生命科學與醫學部薛天教授研究組與美國馬薩諸塞州州立大學醫學院(University of Massachusetts Medical School)韓綱教授研究組合作，結合視覺神經生物醫學與創新納米技術，首次實現動物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺能力。這項技術不僅能賦予人類超級視覺能力，通過開發具有不同吸收和發射光譜參數的納米材料，還有可能輔助修復視覺感知波譜缺陷相關疾病，例如紅色色盲。該研究成果於日前在線發表於國際頂級期刊《Cell》上，並被《Cell》雜誌選為本期唯一科普視頻進行重點推廣。

據介紹，自然界中電磁波波譜範圍很廣，其中能被我們眼睛感受的可見光只佔電磁波譜裏很小的一部分，哺乳動物無法看到大於700納米的紅外線。

為此人們發明了以光電轉換和光電倍增技術為基礎的紅外夜視儀，但存在需要靠有限電池供電、同可見光環境不兼容等缺陷。對此，薛天教授研究組同韓綱教授研究組合作，嘗試利用一種可吸收紅外光發出可見光的上轉換納米材料，導入動物視網膜中以實現紅外視覺感知，研究人員還發現了一種特異表面修飾方法，使其可以與感光細胞膜表面特異糖基分子緊密連接，從而牢牢地貼附在感光細胞感光外段的表面。

研究人員通過實驗，證明了從外周感光細胞到大腦視覺中樞，視網膜下腔注射納米顆粒的小鼠不僅獲得感知紅外線的能力，還可以分辨複雜的紅外圖像。

值得指出的是，在獲得紅外視覺的同時，小鼠的可見光視覺沒有受到影響。而且令人興奮的是動物可以同時看到可見光與紅外光圖像。同時研究人員發現pbUCNPs納米材料具有良好的生物相容性。這些結果表明，此項技術有效地拓展了動物的視覺波譜範圍，首次實現裸眼無源的紅外圖像視覺感知，突破了自然界賦予動物的視覺感知物理極限。