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Studie zunächst mit Mäusen Injektion mit Nanopartikeln ermöglicht Nachtsicht

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Menschen und die meisten anderen Säugetiere können nur das Lichtspektrum zwischen 400 und 700 Nanometern sehen.

(Foto: picture alliance / PIXSELL)

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Nachtsicht ohne Nachtsichtgerät: Was nach Science-Fiction klingt, könnte bald Realität werden. Forschern gelingt es, Mäuse im Nah-Infrarotbereich sehen zu lassen - indem sie ihnen Nanoteilchen ins Auge injizieren. Ähnliche Nanopartikel könnten auch Menschen mit Sehschwächen und Augenkrankheiten helfen.

Menschen können Licht nur in einem eingeschränkten Frequenzbereich sehen. Niedrigere Frequenzen wie Infrarot sind für unser Auge nicht sichtbar, da die Fotorezeptoren nicht darauf ansprechen. Technologien wie Nachtsichtgeräte machen diesen Frequenzbereich sichtbar, indem sie beispielsweise nahes Infrarot in sichtbares Licht umwandeln. Es könnte aber auch ohne gehen, wie eine Studie zeigt.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der University of Massachusetts Medical School und der University of Science and Technology of China entwickelten Nanopartikel, mit denen Mäuse in der Nacht sehen können. Für ihre Studie, die im Fachmagazin "Cell" erschienen ist, injizierte das Team um Gang Han Nanoteilchen unter die Netzhaut der Nagetiere. Der Blutkreislauf leitet die Nanopartikel dann zum Auge weiter. Dort binden sich diese sogenannten Nano-Antennen an die Fotorezeptoren, also die Zellen, die für die Lichtwahrnehmung zuständig sind. Dadurch ist es dem Auge möglich, auf nahes Infrarotlicht anzusprechen, das normalerweise kein Signal auslöst.

Dass die Mäuse tatsächlich in diesem Frequenzbereich sehen konnten, zeigten laut Studie eine Reihe von Experimenten: Leuchtete man beispielsweise nahes Infrarotlicht ins Auge, verengten sich nur die Pupillen der injizierten Mäuse, während die Pupillen der Kontrollgruppe nicht reagierten. Auch aktivierte das nahe Infrarotlicht bei den injizierten Mäusen die Sehrinde, die im Gehirn für die visuelle Wahrnehmung zuständig ist. Weitere Untersuchung zeigten zudem, dass die Fähigkeit, in der Nacht zu sehen, anscheinend nicht die Sicht unter wahrnehmbarem Licht beeinträchtigt.

Nachtsicht ohne komplizierte Geräte

Durch die verankerten Partikel wird das sichtbare Lichtspektrum so erweitert, dass die Tiere nahes Infrarot aus dem nicht-sichtbaren Bereich wahrnehmen können, schreiben die Forschenden. Anschließend verarbeite das Gehirn diese Informationen und interpretiere sie als Bild. "Dies geschieht ohne Hilfe komplizierter Geräte", heißt es in der Studie. Nach der Injektion hielt der Effekt bis zu zwei Monate.

Außerdem scheint dieser Eingriff relativ sicher zu sein. Bei den Versuchstieren traten nur selten Nebenwirkungen auf. Laut den Wissenschaftlern kam es nach der Injektion bei manchen Tieren zu einer Trübung der Hornhäute der Augen, die jedoch innerhalb einer Woche wieder von selbst verschwand.

"Wir glauben deshalb, dass diese Technologie auch beim menschlichen Auge funktioniert", erklärte Studienhauptautor Tian Xue. "In unserem Experiment absorbierten die Nanopartikel Infrarotlicht bei einer Wellenlänge von 980 Nanometern und wandelten es in Licht mit 535 Nanometern um." Licht mit einer Wellenlänge von 535 Nanometern ist für das menschliche Auge sichtbar und wird als Grün wahrgenommen.

Laut den Forschenden ist es denkbar, dass Nanopartikel nicht nur zur Erweiterung der menschlichen Sehkraft, sondern auch zur Behandlung von Sehschwächen und Augenkrankheiten verwendet werden können. "Mit dieser Forschung haben wir die Anwendungen der Nanopartikel-Technologie umfassend erweitert. Mit etwas Hilfe haben wir möglicherweise die Fähigkeit, alle verborgenen Informationen von NIR- und IR-Strahlung im Universum zu sehen, die mit unseren bloßen Augen nicht sichtbar sind", resümiert Studienautor Gang Han.

Quelle: ntv.de, hny

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