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Auch bei Menschen anwendbar

Nanopartikel machen Infrarotlicht für Mäuse sichtbar

Eine Injektion mit Nanopartikel in die Lichtrezeptoren unterhalb der Retina, kann bei Mäusen das sichtbare Lichtspektrum vergrößern. Die Tiere können so zuvor unsichtbares Infrarotlicht mit dem bloßen Auge erkennen. Theoretisch ist die Methode auch bei Menschen anwendbar. Nebenwirkungen konnten nicht festgestellt werden. Etwa zehn Wochen nach der Injektion werden die Nanopartikel wieder abgebaut und der Sehsinn kehrt in den Normalbereich zurück.

Massachusetts (U.S.A.). Wissenschaftler der University of Massachusetts Medical School und der Chinesischen Universität für Wissenschaft und Technik haben eine Möglichkeit entwickelt, den Sehsinn von Mäusen zu verändern und den Nagetieren so Infrarotsicht zu ermöglichen. Die Ergebnisse der Forschung haben die Teams unter Leitung von Tian Xue und Gang Han im Fachmagazin Cell veröffentlicht.

Die meisten Lebewesen, darunter auch Mäuse und Menschen, können nur einen kleinen Bereich des elektromagnetischen Spektrums mit ihren Augen wahrnehmen. Ein Großteil der vorhandenen Farben kann nur mit technischen Hilfsmitteln sichtbar gemacht werden. Farben die außerhalb des Spektrums 380 Nanometern (violett) und 780 Nanometern (rot) liegen, wozu auch Infrarotlicht zählt, sind für das bloße Auge unsichtbar.

Nanopartikel wandeln Infrarotlicht um

Um das eigentlich unsichtbare Infrarotlicht für die Mäuse sichtbar zu machen, haben die Wissenschaftler Nanopartikel hergestellt, die zwei Infrarotphotonen zu einem einzelnen Photon kombinieren. Dies verursacht eine Veränderung der Wellenlänge von 980 Nanometer, also eine für Mäuse nicht sichtbaren Wellenlänge, zu einer Wellenlänge von 535 Nanometer, die sich im sichtbaren Spektrum befindet. Durch eine Injektion der Nanopartikel in die Augen der Versuchstiere, wurde erreicht, dass das eigentlich unsichtbare Infrarotlicht von den Tieren in der Farbe Grün gesehen werde konnte.

Damit die Nanopartikel von den Mäusen nicht abgestoßen werden, haben die Wissenschaftler sie in eine Proteinhülle verpackt, was dabei half, die injizierten Partikel an die Lichtrezeptoren unterhalb der Retina zu binden.

Reaktionen auf Infrarotlicht

Anschließend zeigte sich, dass die so behandelten Tiere auf Infrarotlicht reagierten. Vor der Injektion der Nanopartikel erfolgte keinerlei Veränderung des Verhaltens, wenn die Wissenschaftler das Licht angeschaltet hatten. Als Reaktion auf das nun sichtbare Infrarotlicht, reagierten die Mäuse mit dem Zusammenziehen ihrer Pupillen, wenn sie Wissenschaftler das Licht aktivieren. Es konnte so belegt werden, dass die Lichtrezeptoren in Verbindung mit den künstlich hinzugefügten Nanopartikel Infrarotlicht tatsächlich wahrnehmen können.

Außerdem führten die Wissenschaftler eine zweite Testreihe durch, bei der es einen Versuchsaufbau mit zwei getrennten Räumen gab. Einer der Räume war unbeleuchtet, der zweite Raum enthielt eine Infrarotlampe. Mäuse, die keine Injektion bekommen haben und somit Infrarotlicht nicht wahrnehmen können, zeigten keine Präferenz bei der Wahl eines Raumes. Die Versuchstiere, deren Sehsinn manipuliert wurde, wählten fast ausschließlich den für ihre Augen dunklen Raum, in dem sich kein Infrarotlicht befand.

Keine Nebenwirkungen festgestellt

Während der Studie erkannten die Forscher keine Nebenwirkungen durch die Nanopartikel. Der normale Sehsinn der Tiere war unverändert und auch komplexe Formen konnten, wie weitere Experimente zeigten, weiterhin wahrgenommen werden. Nach etwa zehn Wochen, haben die Mäuse die Nanopartikel ohne weiteres Zutun selbstständig abgebaut und den Infrarotblick damit wieder verloren.

Xue erklärte, dass „die Methode auch den menschlichen Sichtbereich vergrößern könnte.“ Eine Erweiterung der Nanopartikel würde es sogar ermöglichen, dass neben Infrarotlicht auch UV-Licht mit dem bloßen Auge erkannt werden könnte.

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