Контактные линзы с инфракрасным зрением позволяют видеть в темноте даже с закрытыми глазами

Ученые в области нейробиологии и материаловедения создали контактные линзы, которые обеспечивают инфракрасное зрение как людям, так и мышам, преобразуя инфракрасный свет в видимый. В отличие от очков ночного видения, линзы, описанные в журнале Cell, не требуют источника питания и позволяют пользователю воспринимать несколько инфракрасных длин волн. Поскольку они прозрачны, пользователи могут видеть одновременно инфракрасный и видимый свет, хотя инфракрасное зрение усиливалось, когда участники закрывали глаза.

Ключевая технология

Технология линз использует наночастицы, которые поглощают инфракрасный свет и преобразуют его в длины волн, видимые для глаз млекопитающих (например, электромагнитное излучение в диапазоне 400–700 нм). Наночастицы специфически обеспечивают обнаружение «ближнего инфракрасного света» в диапазоне 800–1600 нм, который находится за пределами обычного человеческого зрения.

Команда ранее показала, что эти наночастицы обеспечивают инфракрасное зрение мышам при инъекции в сетчатку, но они хотели создать менее инвазивный вариант. Для создания линз команда объединила наночастицы с гибкими нетоксичными полимерами, используемыми в стандартных мягких контактных линзах.

Результаты испытаний

После подтверждения нетоксичности линз, их функцию протестировали на мышах и людях.

• Мыши с линзами демонстрировали поведение, указывающее на способность видеть инфракрасные волны (например, предпочитали темный ящик освещенному инфракрасным светом). У них также наблюдались физиологические сигналы инфракрасного зрения: сужение зрачков при инфракрасном свете и активация зрительных центров мозга на снимках.
• Люди с линзами могли точно обнаруживать мигающие сигналы (похожие на азбуку Морзе) и определять направление источника инфракрасного света.

«Когда они надевают линзы, они могут четко видеть мерцание инфракрасного света», — говорит старший автор Тянь Сюэ, нейробиолог из Университета науки и технологий Китая. — «Мы также обнаружили, что когда субъект закрывает глаза, он еще лучше воспринимает эту мерцающую информацию, потому что ближний инфракрасный свет проникает через веко эффективнее, чем видимый свет».

Цветовое кодирование и будущее

Дополнительная модификация линз позволяет пользователям различать разные спектры инфракрасного света за счет «цветового кодирования» наночастицами разных длин волн (например, 980 нм преобразуется в синий свет, 808 нм — в зеленый, 1532 нм — в красный). Эта технология также потенциально может помочь людям с дальтонизмом видеть недоступные им длины волн.

Из-за ограниченной способности линз улавливать мелкие детали (из-за близости к сетчатке и рассеивания света) команда также разработала носимую систему на очках с той же технологией наночастиц, которая обеспечивает восприятие инфракрасной информации с более высоким разрешением.

В настоящее время линзы способны обнаруживать только инфракрасное излучение, проецируемое от источника света LED, но исследователи работают над повышением чувствительности наночастиц для обнаружения более низких уровней инфракрасного света.