我國科學家首次實現哺乳動物裸眼近紅外視覺

自然界中電磁波波譜范圍很廣，波長由短至長包括γ射線、X射線、紫外光、可見光、紅外線、微波、無線電波等，而人類和哺乳動物的視網膜只能感知可見光（波長390～700納米），只占電磁波譜很小的一部分。由于視網膜中的感光細胞缺乏能夠感知紅外光的感光蛋白，人類和哺乳動物無法通過視覺系統感知紅外光，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，但是這樣的紅外夜視儀有著佩戴不便、供電有限、同可見光環境不兼容等缺陷。因此，不借助外界工具，發展自身感知紅外光的能力，不僅將幫助我們獲取超出可見光譜范圍的信息，而且可以幫助人類在復雜環境中通過視覺信息做出迅速和正確的判斷。

近日，中外科學家結合視覺神經生物醫學與創新納米技術，首次實現了動物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺能力。他們利用一種可吸收紅外光發出可見光的納米顆粒，將其導入（眼內注射）動物視網膜中以實現紅外視覺感知。這種納米顆?？梢岳卫蔚刭N附在感光細胞表面，成為一種隱蔽的、無需外界供能的“納米天線”。通過多種神經視覺生理實驗和多層面的視覺行為學實驗，研究人員證明了這些“納米天線”不僅使小鼠獲得了感知紅外線的能力，還可以分辨復雜的近紅外圖像。這種“納米天線”具有良好的生物相容性，可長期存在于動物視網膜中發揮作用，對視網膜及動物視覺能力均沒有明顯的負面影響；而且，小鼠在獲得紅外視覺的同時，其可見光視覺并沒有受到影響。

這種新型的可與感光細胞緊密結合的納米修飾技術有效地拓展了動物視覺的波譜范圍，突破了自然界賦予動物的視覺感知物理極限。該項技術不僅有望將人類的視覺拓展到紅外光波長范圍，還有可能輔助修復視覺感知波譜缺陷的相關疾病（如紅色色盲），而且在生物納米裝置的開發研究中也具有潛在的應用價值。相關研究成果發表在Cell雜志上，并被Cell雜志選為該期唯一的科普視頻進行了重點推廣。