Eksperimen Luar Biasa Memberikan Penglihatan Inframerah kepada Tikus — dan Manusia Bisa Menjadi Berikutnya

Nanopartikel khusus (ditampilkan dalam warna putih) menempel pada batang (kiri) dan kerucut (kanan) di fotoreseptor tikus.

Dengan menyuntikkan nanopartikel ke mata tikus, para ilmuwan memberi mereka kemampuan untuk melihat cahaya inframerah dekat — panjang gelombang yang biasanya tidak terlihat oleh hewan pengerat (atau manusia) . Ini pencapaian yang luar biasa, bahkan menjadi lebih luar biasa dengan kesadaran bahwa teknik serupa dapat digunakan pada manusia .

Dari semua hal luar biasa yang dilakukan pada tikus selama bertahun-tahun, pencapaian terbaru ini , yang dijelaskan hari ini di jurnal sains Cell, adalah salah satu yang paling sci-fi .

Sebuah tim peneliti, yang dipimpin oleh Tian Xue dari Universitas Sains dan Teknologi China dan Gang Han dari Fakultas Kedokteran Universitas Massachusetts, memodifikasi penglihatan tikus sedemikian rupa sehingga mereka dapat melihat cahaya inframerah- dekat (NIR), sebagai tambahan. untuk mempertahankan kemampuan alami mereka untuk melihat cahaya normal. Ini dilakukan dengan menyuntikkan nanopartikel khusus ke mata mereka, dengan efek berlangsung selama sekitar 10 minggu dan tanpa efek samping yang serius.

Serangkaian tes menunjukkan bahwa tikus itu memang melihat cahaya inframerah, dan bukan rangsangan lain. Para peneliti mengatakan mata manusia tidak terlalu berbeda dengan mata tikus, yang mengarah pada prospek yang fantastis untuk menerapkan teknik serupa pada manusia.

Manusia dan tikus hanya dapat melihat rentang terbatas dalam spektrum elektromagnetik, yang ditunjukkan di sini oleh pita mirip pelangi. Hewan lain, termasuk burung, dapat melihat sinar ultraviolet (UV).

Manusia, seperti tikus, memiliki akses visual ke rentang spektrum elektromagnetik yang terbatas. Kisaran panjang gelombang yang tidak terlihat oleh manusia sangat luas, dan akibatnya kita tidak dapat melihat apa pun di luar apa yang disebut spektrum tampak (panjang gelombang antara 380 hingga 740 nanometer) . Saya nfrared radiasi ada sebagai panjang gelombang yang lebih panjang di sepanjang spektrum, mulai dari sekitar 800 nanometer untuk milimeter penuh. Inframerah masa lalu adalah gelombang mikro dan gelombang radio yang bahkan lebih panjang

Benda-benda di dunia, apakah itu manusia atau semangkuk sup panas atau bahkan sesuatu yang tampak dingin seperti es batu , memancarkan radiasi infra merah saat mengeluarkan panas . Mamalia seperti manusia dan tikus tidak dapat melihat NIR, tetapi kami memiliki teknologi, yaitu kacamata penglihatan malam atau kacamata penglihatan panas , yang dapat mengubah spektrum yang tidak terlihat ini menjadi format yang dapat kami lihat. Teknik baru yang digunakan pada tikus melakukan sesuatu yang agak mirip, tetapi alih-alih mengandalkan teknologi yang dapat dikenakan, para ilmuwan langsung terjun ke biologi bisnis.

Untuk memungkinkan tikus melihat di luar spektrum visual yang biasa, Tian dan Gang mengembangkan nanopartikel "upconversion" khusus yang mampu berfungsi dalam struktur mata hewan pengerat yang sudah ada sebelumnya. Tetesan cairan yang mengandung partikel kecil disuntikkan langsung ke mata mereka, di mana, dengan menggunakan jangkar khusus, mereka menempel erat ke sel fotoreseptor. Sel fotoreseptor — batang dan kerucut — biasanya menyerap panjang gelombang cahaya tampak yang masuk, yang diartikan oleh otak sebagai penglihatan. Namun, dalam percobaan tersebut, nanopartikel yang baru diperkenalkan mengubah NIR yang masuk menjadi panjang gelombang yang terlihat , yang kemudian dapat diproses oleh otak tikus sebagai informasi visual (dalam hal ini, mereka melihat NIR sebagai cahaya kehijauan) . Nanopartikel bertahan selama hampir dua bulan, memungkinkan tikus untuk melihat NIR dan cahaya tampak dengan efek samping minimal.

Representasi grafis dari proses yang sedang berlangsung. Ketika cahaya infra merah (merah) mencapai sel fotoreseptor (lingkaran hijau muda), nanopartikel (lingkaran merah muda) mengubah cahaya menjadi cahaya hijau tampak.

Pada dasarnya , nanopartikel pada sel fotoreseptor berfungsi sebagai transduser, atau konverter, untuk cahaya inframerah. Panjang gelombang inframerah yang lebih panjang ditangkap di retina oleh nanopartikel, yang kemudian menyampaikannya sebagai panjang gelombang yang lebih pendek dalam kisaran cahaya tampak. Batang dan kerucut — yang dibangun untuk menyerap panjang gelombang yang lebih pendek — dengan demikian mampu menerima sinyal ini, dan kemudian mengirimkan informasi yang diubah ini ke korteks visual untuk diproses. Secara khusus, partikel yang disuntikkan menyerap NIR sekitar 980 nanometer dalam panjang gelombang dan mengubahnya menjadi cahaya di area 535 nanometer. Untuk tikus, ini diterjemahkan dengan melihat cahaya inframerah sebagai warna hijau. Hasilnya mirip dengan melihat NIR dengan kacamata penglihatan malam, kecuali bahwa tikus juga dapat mempertahankan pandangan normal terhadap cahaya tampak. Seperti dicatat, efeknya bersifat sementara, berlangsung beberapa minggu, dengan beberapa tikus mengalami kornea keruh, yang hilang dengan cepat.

Untuk membuktikan bahwa metode tersebut benar-benar berhasil , Tian dan Gang melakukan serangkaian tes dan eksperimen.

Misalnya pupil tikus yang disuntik menjadi melebar saat terkena NIR, sedangkan pupil mencit yang tidak disuntik tidak. Dan ketika secara eksklusif terpapar NIR, pengukuran aktivitas listrik otak pada tikus yang disuntik menunjukkan mata dan korteks visual berfungsi seolah-olah dengan adanya cahaya tampak.

Tes perilaku juga menunjukkan metode itu berhasil. Tikus yang ditempatkan di labirin air berbentuk Y diajari untuk mengenali lokasi platform tersembunyi untuk mencari perlindungan, yang ditunjukkan dengan layar yang menyala NIR. Dalam pengujian, tikus yang disuntik secara konsisten menemukan platform sedangkan tikus tanpa suntikan berenang secara acak di sekitar labirin. Tes lain melibatkan kotak dengan dua kompartemen: satu gelap total tanpa cahaya sama sekali, dan satu menyala dengan NIR. Tikus, sebagai makhluk nokturnal, condong ke arah kegelapan. Dalam pengujian, tikus yang disuntikkan menghabiskan lebih banyak waktu di kompartemen gelap, sedangkan tikus yang tidak disuntikkan tidak menunjukkan preferensi.

“Eksperimen ekstensif ini tidak diragukan lagi bahwa tikus yang diinjeksi dengan nanopartikel sensitif inframerah mendapatkan kemampuan untuk mendeteksi cahaya inframerah dan memperoleh informasi visual darinya,” Vladimir J. Kefalov, profesor oftalmologi dan ilmu visual di Universitas Washington di St. Louis yang tidak berafiliasi dengan studi baru, kata Gizmodo.

Dalam siaran persnya, Tian mengatakan partikel nano menempel pada batang dan kerucut dan diaktifkan oleh cahaya inframerah dekat , jadi “kami yakin teknologi ini juga akan bekerja di mata manusia, tidak hanya untuk menghasilkan penglihatan super tetapi juga untuk solusi terapeutik di defisit penglihatan warna merah manusia. " Dalam sebuah wawancara dengan Cell, dia menjelaskan lebih lanjut, dengan mengatakan:

Seperti yang dicatat Tian, ​​perawatan harus dimodifikasi agar manusia bisa bekerja, tetapi eksperimen baru menunjukkan bahwa itu masih dalam kemungkinan. Kefalov mengatakan potensi untuk menerapkan konsep serupa pada manusia adalah nyata dan menarik, tetapi dia mengingatkan bahwa jalan kita masih panjang.

“Para penulis menunjukkan bahwa suntikan tunggal dengan nanopartikel tidak memiliki efek merugikan jangka panjang pada retina tikus,” kata Kefalov. “Namun, tidak jelas apakah mencapai penglihatan inframerah praktis pada manusia akan membutuhkan suntikan berulang dan, jika demikian, apakah pengobatan kronis seperti itu akan memiliki efek jangka panjang yang merugikan pada struktur dan fungsi mata kita.”

Memperoleh kemampuan untuk melihat cahaya inframerah tampak seperti fiksi ilmiah dan fantasi transhumanis (angkat tangan), tetapi itu akan menjadi sifat yang tidak diragukan lagi berguna. Kami akan dapat melihat berbagai hal di luar jangkauan visual normal kami — dan kami secara efektif memiliki penglihatan malam bawaan . Seperti yang dijelaskan Tian kepada Cell:

Hal keren lainnya tentang peningkatan potensial ini adalah tidak memerlukan seseorang untuk memakai peralatan yang rumit dan padat energi, seperti kacamata penglihatan malam yang disebutkan di atas . Juga tidak membutuhkan manipulasi genetik. Militer kemungkinan besar akan tertarik dengan pekerjaan ini.

Dayong Jin dari School of Mathematical and Physical Sciences di University of Technology Sydney menggambarkan karya baru itu sebagai "sangat inovatif dan menginspirasi". Dayong, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan bahwa, sejauh pengetahuannya, "pekerjaan ini adalah demonstrasi pertama dari perangkat nano optik yang dapat ditanamkan dan 'dapat dikenakan'." Dia mengatakan penting bahwa tidak ada peradangan atau kematian sel yang diamati pada tikus, tetapi ada kemungkinan beberapa sel menyedot nanopartikel, sebuah prospek "yang membutuhkan penyelidikan lebih hati-hati."

Demikian pula, Kefalov terkesan dengan penelitian tersebut, dengan mengatakan "para penulis melakukan pekerjaan yang sangat baik dengan mengkarakterisasi efek penyuntikan nanopartikel sensitif inframerah pada fungsi visual tikus," menambahkan bahwa "pekerjaan perintis ini menunjukkan metode yang cerdik dan kuat untuk meningkatkan kemampuan sistem visual untuk mendeteksi cahaya di luar kisaran yang terlihat secara alami. " Dia pikir itu "luar biasa" bahwa nanopartikel tampaknya tidak mengganggu fungsi normal fotoreseptor dalam cahaya tampak.

Mengenai apakah teknik itu bisa digunakan untuk memperbaiki penglihatan yang terganggu, seperti buta warna, itu kurang jelas, katanya.

“Karena metode ini bergantung pada kemampuan bawaan fotoreseptor untuk mendeteksi dan memperkuat sinyal cahaya, menggunakan pendekatan ini untuk mengatasi gangguan fungsi fotoreseptor akan membutuhkan pengembangan langkah-langkah tambahan selain memungkinkan deteksi cahaya di luar jangkauan yang terlihat,” kata Kefalov Gizmodo.

Ke depan, Tian dan Gang ingin meningkatkan teknik dengan nanopartikel berbasis organik yang terdiri dari senyawa yang disetujui FDA, yang dapat menghasilkan penglihatan inframerah yang lebih terang. Mereka juga ingin mengubah teknik agar lebih responsif terhadap biologi manusia. Optimis ke mana arah teknologi ini, Tian dan Gang telah mengklaim aplikasi paten terkait pekerjaan mereka.

Saya sudah bisa membayangkan iklan televisi: "Tanyakan kepada dokter Anda apakah penglihatan inframerah- dekat cocok untuk Anda."

[ Sel ]

Suggested posts

Tertidur Lebih Cepat Menggunakan 'Pengocokan Kognitif'

Tertidur Lebih Cepat Menggunakan 'Pengocokan Kognitif'

Siapa di antara kita yang tidak mengalami malam yang gelisah (setelah malam demi malam) tidur? Ketika Anda tidak bisa tertidur, yang bisa Anda pikirkan hanyalah bagaimana Anda tidak bisa tertidur. Anda bahkan mungkin terus-menerus menghitung ulang berapa banyak tidur yang akan Anda dapatkan jika saja Anda bisa tertidur sekarang.

Razer Mengklaim Blade 14 Adalah Laptop Gaming 14-Inci Paling Kuat yang Pernah Ada

Razer Mengklaim Blade 14 Adalah Laptop Gaming 14-Inci Paling Kuat yang Pernah Ada

Razer Blade 14 baru. Razer telah membuat berbagai macam laptop dari 13-inci hingga 17-inci, tetapi dengan Blade 14 baru, Razer mengklaim itu membuat laptop gaming 14-inci paling kuat.

Related posts

Iklan Viral untuk Pesta Empat Juli Dan Crenshaw Itu Sedikit Palsu

Iklan Viral untuk Pesta Empat Juli Dan Crenshaw Itu Sedikit Palsu

Pernahkah Anda melihat tangkapan layar itu dari iklan oleh Texas Rep. Dan Crenshaw? Anggota kongres dari Partai Republik mengadakan pesta untuk Hari Kemerdekaan dan gambar dari iklan tersebut telah beredar di situs media sosial seperti Twitter.

Malware yang Sangat Invasif Ini Mencuri Data dari 3,25 Juta Komputer Windows

Malware yang Sangat Invasif Ini Mencuri Data dari 3,25 Juta Komputer Windows

Antara 2018 dan 2020, jenis malware misterius menginfeksi dan mencuri data sensitif dari sekitar 3,25 juta komputer berbasis Windows—dengan membawa sejumlah besar informasi intim yang mengerikan tentang pengguna perangkat tersebut.

Tautan Google Ini Dapat Menjaga Hasil Pencarian Dari Merusak Hidup Anda

Tautan Google Ini Dapat Menjaga Hasil Pencarian Dari Merusak Hidup Anda

Google memiliki halaman dukungan dengan tautan untuk dikirimkan sebagai cadangan jika Anda menjadi korban balas dendam porno, doxxing, atau fitnah online. Google mengubah algoritma pencariannya untuk membantu korban balas dendam porno dan fitnah online.

Penyakit Umum Sebelumnya Memantul Kembali Setelah Hiatus Covid

Penyakit Umum Sebelumnya Memantul Kembali Setelah Hiatus Covid

Gambar mikroskopis elektron transmisi (TEM) berwarna digital dari partikel norovirus individu Dengan berkurangnya covid-19 di AS

MORE COOL STUFF

'Loki': Owen Wilson Mengatakan Mobius Merasa 'Dikhianati' Setelah Kejutan Mengakhiri Episode 2

'Loki': Owen Wilson Mengatakan Mobius Merasa 'Dikhianati' Setelah Kejutan Mengakhiri Episode 2

Owen Wilson mengatakan Mobius merasa dikhianati pada akhir episode 2 'Loki', tetapi dia juga mengatakan sisi baru Loki akan segera terungkap.

'RHOC': Braunwyn Windham-Burke 'Terluka' Oleh Andy Cohen Menjelaskan Mengapa Dia Dipotong dari 'The Real Housewives'

'RHOC': Braunwyn Windham-Burke 'Terluka' Oleh Andy Cohen Menjelaskan Mengapa Dia Dipotong dari 'The Real Housewives'

Braunwyn Windham-Burke membuka tentang perasaannya setelah dia dipecat dari 'RHOC' dan Andy Cohen adalah bagian dari alasan mengapa dia terluka.

'Her Pen Pal': Apakah Film Hallmark Baru Difilmkan di Paris?

'Her Pen Pal': Apakah Film Hallmark Baru Difilmkan di Paris?

'Her Pen Pal,' film Hallmark Channel baru yang dibintangi Joshua Sasse dan Mallory Jansen, difilmkan di Prancis.

Rick James Membantu Karir Penyanyi Peraih Grammy Ini Dengan Melakukan Kokain dan Mengekspos Dirinya

Rick James Membantu Karir Penyanyi Peraih Grammy Ini Dengan Melakukan Kokain dan Mengekspos Dirinya

Rick James dikenal karena kejenakaan liarnya baik di dalam maupun di luar panggung. Suatu kali dia tanpa sadar membantu karier Lionel Richie sebagai hasilnya

Banjir 100 Tahun Bukan Berarti Anda Tidak Akan Melihatnya Lagi Selama 99 Tahun

Banjir 100 Tahun Bukan Berarti Anda Tidak Akan Melihatnya Lagi Selama 99 Tahun

Sebenarnya peluang Anda terkena salah satu banjir besar ini adalah sama setiap tahun: 1 persen.

Bagaimana Daging yang Ditumbuhkan di Lab Dapat Mengubah Dunia Makanan Hewan

Bagaimana Daging yang Ditumbuhkan di Lab Dapat Mengubah Dunia Makanan Hewan

Era baru makanan hewan peliharaan yang dibuat di laboratorium, berkelanjutan dan dengan dampak lingkungan yang berkurang, akan datang. Tetapi akankah hewan peliharaan – dan manusia mereka – menyukainya?

Ingin Joe Cuppa Sempurna? Panggang Biji Kopi Anda Sendiri

Ingin Joe Cuppa Sempurna? Panggang Biji Kopi Anda Sendiri

Telah mencari di dunia untuk secangkir kopi yang sempurna? Mungkin mempelajari seni rupa dan ilmu memanggang biji kopi Anda sendiri adalah cara yang tepat.

Siapakah Melkisedek yang Misterius dalam Alkitab?

Siapakah Melkisedek yang Misterius dalam Alkitab?

Dia hanya membuat satu penampilan singkat dalam Kejadian, namun dia telah dilihat sebagai pendahulu Yesus Kristus. Apa dia sebenarnya dan bagaimana dia bisa dikaitkan dengan Yesus?

Will Smith Mengungkapkan Judul dan Sampul Memoarnya yang Akan Datang: 'Buku Pertama Saya!'

Will Smith Mengungkapkan Judul dan Sampul Memoarnya yang Akan Datang: 'Buku Pertama Saya!'

Memoar inspirasional Will Smith, berjudul Will, akan diterbitkan oleh Penguin Press pada 9 November.

Ayo Terbang Bersama Saya: Buku Baru Menampilkan Foto-foto Glamor dari Gaya Bandara Terbaik Bintang

Ayo Terbang Bersama Saya: Buku Baru Menampilkan Foto-foto Glamor dari Gaya Bandara Terbaik Bintang

Direktur kreatif Rolling Stone Jodi Peckman, yang telah lama mengumpulkan gambar-gambar bandara selebritis yang terlihat "hanya untuk bersenang-senang", telah mengumpulkan foto-foto favoritnya dalam sebuah buku baru, Come Fly with Me

Mengapa Colin Donnell dari Chicago Med dan Istri Patti Murin Belum Memainkan Minat Cinta di Layar

Mengapa Colin Donnell dari Chicago Med dan Istri Patti Murin Belum Memainkan Minat Cinta di Layar

Alumni Chicago Med yang sudah menikah berbicara tentang karantina yang masih hidup, lagu pengantar tidur favorit putri mereka dan bepergian ke Malta untuk syuting film baru mereka To Catch a Spy for Hallmark Movies & Mysteries

Kate Hudson Menjelajah Kepulauan Yunani, Ditambah Justin Theroux, Ashley Park, dan Lainnya

Kate Hudson Menjelajah Kepulauan Yunani, Ditambah Justin Theroux, Ashley Park, dan Lainnya

Dari Hollywood hingga New York dan di mana pun di antaranya, lihat apa yang sedang dilakukan bintang favorit Anda

Untuk Menumbuhkan Karir Menulis Anda, Anda Perlu Lebih Banyak Cara Menulis untuk Uang

Ini semua tentang memiliki fallback

Untuk Menumbuhkan Karir Menulis Anda, Anda Perlu Lebih Banyak Cara Menulis untuk Uang

Jadi Anda mengklaim bahwa Anda hanya menulis untuk kesenangan itu. Uang adalah hal terjauh dari pikiran Anda ketika Anda mencipta.

Mendekripsi NFT

Mendekripsi NFT

Anda dapat memiliki versi apa pun hari ini, berkat NFT! Setiap generasi memiliki mata uang yang dipersonalisasi. Milenial memiliki Pokemon dan kartu gulat, Generasi X memiliki kartu bisbol dan perangko surat, dan baby boomer memiliki 8 bola ajaib dan buku komik.

Inilah Mengapa Anda Tidak Menghasilkan Uang Secara Online

Saya melakukan ini dan saya berhasil mendapatkan 10X penghasilan online saya

Inilah Mengapa Anda Tidak Menghasilkan Uang Secara Online

Menghasilkan uang secara online sebenarnya tidak terlalu sulit. Ada beberapa alasan mengapa orang berjuang untuk menghasilkan uang secara online.

Hack Sukses Lari Terbaik yang Tidak Ada Yang Membicarakan

Gunakan metode kura-kura 3-4 kali seminggu.

Hack Sukses Lari Terbaik yang Tidak Ada Yang Membicarakan

Saya telah menjadi bagian dari komunitas lari sejak saya masih muda. Saya bergabung dengan tim lari sekolah saya ketika saya masih di kelas tujuh, dan saya melakukan banyak berlari naik turun lapangan sebagai pemain bola basket sebelumnya.

Language