Una sola inyección de nanopartículas en los ojos de los ratones brindó visión infrarroja por hasta 10 semanas con efectos secundarios mínimos, permitiéndoles ver la luz infrarroja incluso durante el día y con suficiente especificidad para distinguir entre diferentes formas.

Estos hallazgos podrían llevar a avances en las tecnologías de visión infrarroja humana, incluidas aplicaciones potenciales en cifrado civil, seguridad y operaciones militares.

Los seres humanos y otros mamíferos se limitan a ver un rango de longitudes de onda de luz llamada luz visible, que incluye las longitudes de onda del arco iris, pero la radiación infrarroja, que tiene una longitud de onda más larga, está a nuestro alrededor. Las personas, los animales y los objetos emiten luz infrarroja cuando emiten calor, y los objetos también pueden reflejar la luz infrarroja.

“La luz visible que puede ser percibida por la visión natural del ser humano ocupa solo una pequeña fracción del espectro electromagnético”, dice el autor principal Tian Xue de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China. “Las ondas electromagnéticas más largas o más cortas que la luz visible llevan mucha información”.

Un grupo multidisciplinario de científicos dirigido por Xue y Jin Bao en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, así como Gang Han en la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts, desarrolló la nanotecnología para trabajar con las estructuras existentes del ojo.

“Cuando la luz entra en el ojo y golpea la retina, las barras y los conos, o las células fotorreceptoras, absorben los fotones con longitudes de onda de luz visible y envían las señales eléctricas correspondientes al cerebro”, dice Han. “Debido a que las longitudes de onda infrarrojas son demasiado largas para ser absorbidas por los fotorreceptores, no podemos percibirlas”.

En este estudio, los científicos hicieron nanopartículas que pueden anclarse estrechamente a las células fotorreceptoras y actuar como pequeños transductores de luz infrarroja. Cuando la luz infrarroja llega a la retina, las nanopartículas capturan las longitudes de onda infrarrojas más largas y emiten longitudes de onda más cortas dentro del rango de luz visible. La vara o el cono cercano luego absorbe la longitud de onda más corta y envía una señal normal al cerebro, como si la luz visible hubiera golpeado la retina.

“En nuestro experimento, las nanopartículas absorbieron la luz infrarroja alrededor de 980 nm en longitud de onda y la convirtieron en luz máxima en 535 nm, lo que hizo que la luz infrarroja apareciera como el color verde”, dice Bao.

Los investigadores probaron las nanopartículas en ratones que, como los humanos, no pueden ver el infrarrojo de forma natural. Los ratones que recibieron las inyecciones mostraron signos físicos inconscientes de que estaban detectando luz infrarroja, como la contracción de sus pupilas, mientras que los ratones a los que se les inyectó solo la solución tampón no respondieron a la luz infrarroja.

Para probar si los ratones podían dar sentido a la luz infrarroja, los investigadores establecieron una serie de tareas de laberinto para mostrar que los ratones podían ver el infrarrojo en condiciones de luz diurna, simultáneamente con la luz visible.

En casos raros, los efectos secundarios de las inyecciones como las córneas nubladas ocurrieron pero desaparecieron en menos de una semana. Esto puede haber sido causado por el proceso de inyección solo porque los ratones que solo recibieron inyecciones de la solución tampón tuvieron una tasa similar de estos efectos secundarios. Otras pruebas no encontraron daños en la estructura de la retina después de las inyecciones sub-retinales.

“En nuestro estudio, hemos demostrado que tanto las barras como los conos se unen a estas nanopartículas y fueron activadas por la luz del infrarrojo cercano”, dice Xue. “Así que creemos que esta tecnología también funcionará en los ojos humanos, no solo para generar la súper visión sino también para las soluciones terapéuticas en los déficits humanos de la visión de color rojo”.

La tecnología infrarroja actual se basa en detectores y cámaras que a menudo están limitadas por la luz del día y necesitan fuentes de alimentación externas. Los investigadores creen que las nanopartículas biointegradas son más deseables para aplicaciones de infrarrojos potenciales en cifrado civil, seguridad y operaciones militares. “En el futuro, creemos que puede haber espacio para mejorar la tecnología con una nueva versión de nanopartículas orgánicas, hechas de compuestos aprobados por la FDA, que parecen dar como resultado una visión infrarroja aún más brillante”, dice Han.

Los investigadores también piensan que se puede hacer más trabajo para ajustar el espectro de emisión de las nanopartículas para adaptarse a los ojos humanos que utilizan más conos que bastones para su visión central en comparación con los ojos de ratón. “Este es un tema emocionante porque la tecnología que hicimos posible aquí podría eventualmente permitir que los seres humanos vean más allá de nuestras capacidades naturales”, dice Xue.

Fuente: Mundiario

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