p Este resumo gráfico mostra como partículas injetáveis de ligação a fotorreceptores com a capacidade de converter fótons em formas de alta energia permitem que os ratos desenvolvam a visão infravermelha sem comprometer sua visão normal e as respostas comportamentais associadas. Crédito:Ma et al./ Biologia Atual
p Camundongos com visão aprimorada pela nanotecnologia foram capazes de ver a luz infravermelha, bem como a luz visível, relata um estudo publicado em 28 de fevereiro na revista
Célula . Uma única injeção de nanopartículas nos olhos dos ratos conferiu visão infravermelha por até 10 semanas com efeitos colaterais mínimos, permitindo-lhes ver a luz infravermelha mesmo durante o dia e com especificidade suficiente para distinguir entre as diferentes formas. Essas descobertas podem levar a avanços nas tecnologias de visão infravermelha humana, incluindo aplicações potenciais em criptografia civil, segurança, e operações militares. p Os humanos e outros mamíferos estão limitados a ver uma gama de comprimentos de onda de luz chamada luz visível, que inclui os comprimentos de onda do arco-íris. Mas a radiação infravermelha, que tem um comprimento de onda maior, está ao nosso redor. Pessoas, animais e objetos emitem luz infravermelha à medida que emitem calor, e os objetos também podem refletir luz infravermelha.
p "A luz visível que pode ser percebida pela visão natural humana ocupa apenas uma fração muito pequena do espectro eletromagnético, "diz o autor sênior Tian Xue da Universidade de Ciência e Tecnologia da China." Ondas eletromagnéticas mais longas ou mais curtas que a luz visível carregam muitas informações. "
p Um grupo multidisciplinar de cientistas liderado por Xue e Jin Bao na Universidade de Ciência e Tecnologia da China, bem como Gang Han na Escola de Medicina da Universidade de Massachusetts, desenvolveu a nanotecnologia para trabalhar com as estruturas existentes do olho.
p "Quando a luz entra no olho e atinge a retina, os bastonetes e cones - ou células fotorreceptoras - absorvem os fótons com comprimentos de onda de luz visível e enviam sinais elétricos correspondentes para o cérebro, "diz Han." Porque os comprimentos de onda infravermelhos são muito longos para serem absorvidos pelos fotorreceptores, não somos capazes de percebê-los. "
Este vídeo mostra como os pesquisadores usaram a nanotecnologia para dar aos ratos visão infravermelha próxima. Crédito:Ma et al./Cell p Neste estudo, os cientistas criaram nanopartículas que podem se ancorar firmemente às células fotorreceptoras e atuar como minúsculos transdutores de luz infravermelha. Quando a luz infravermelha atinge a retina, as nanopartículas capturam os comprimentos de onda infravermelhos mais longos e emitem comprimentos de onda mais curtos dentro da faixa de luz visível. A haste ou cone próximo então absorve o comprimento de onda mais curto e envia um sinal normal para o cérebro, como se a luz visível tivesse atingido a retina.
p "Em nosso experimento, nanopartículas absorveram luz infravermelha em torno de 980 nm de comprimento de onda e a converteram em luz com pico em 535 nm, que fez a luz infravermelha aparecer como a cor verde, "diz Bao.
p Os pesquisadores testaram as nanopartículas em camundongos, que, como humanos, não pode ver infravermelho naturalmente. Os ratos que receberam as injeções mostraram sinais físicos inconscientes de que estavam detectando luz infravermelha, como suas pupilas se contraem, enquanto os ratos injetados apenas com a solução tampão não responderam à luz infravermelha.
p Para testar se os ratos conseguem entender a luz infravermelha, os pesquisadores montaram uma série de tarefas de labirinto para mostrar que os ratos podiam ver infravermelho em condições de luz do dia, simultaneamente com a luz visível.
p Esta imagem mostra nanopartículas, em verde, ligando-se aos bastonetes (violeta) e cones (vermelho) da retina do olho. Crédito:Ma et al./ Biologia Atual
p Em casos raros, Os efeitos colaterais das injeções, como córneas turvas, ocorreram, mas desapareceram em menos de uma semana. Isso pode ter sido causado apenas pelo processo de injeção, porque os camundongos que receberam apenas injeções da solução tampão tiveram uma taxa semelhante desses efeitos colaterais. Outros testes não encontraram danos à estrutura da retina após as injeções sub-retinais.
p "Em nosso estudo, mostramos que ambos os bastonetes e cones se ligam a essas nanopartículas e foram ativados pela luz infravermelha próxima, "diz Xue." Portanto, acreditamos que esta tecnologia também funcionará com os olhos humanos, não apenas para gerar supervisão, mas também para soluções terapêuticas nos déficits de visão da cor vermelha humana. "
p A tecnologia infravermelha atual depende de detectores e câmeras que geralmente são limitados pela luz do dia ambiente e precisam de fontes externas de energia. Os pesquisadores acreditam que as nanopartículas biointegradas são mais desejáveis para potenciais aplicações infravermelhas em criptografia civil, segurança, e operações militares. "No futuro, achamos que pode haver espaço para melhorar a tecnologia com uma nova versão de nanopartículas de base orgânica, feito de compostos aprovados pela FDA, que parecem resultar em uma visão infravermelha ainda mais brilhante, "diz Han.
p Os pesquisadores também acham que mais trabalho pode ser feito para ajustar o espectro de emissão das nanopartículas para se adequar aos olhos humanos, que utilizam mais cones do que bastonetes para sua visão central em comparação com os olhos de rato. "Este é um assunto empolgante porque a tecnologia que tornamos possível aqui pode eventualmente permitir que os seres humanos vejam além de nossas capacidades naturais, "diz Xue.