naukowcy z zespołu badawczego „byli w stanie zobaczyć światło lasera, które znajdowało się poza normalnym zakresem widzialnym, i naprawdę chcieliśmy dowiedzieć się, w jaki sposób byli w stanie wyczuć światło, które miało być niewidoczne” – mówi Frans Vinberg.

Podręczniki naukowe mówią, że ludzie nie widzą światła podczerwonego. Jednak nowe badania pokazują, że nasze siatkówki mogą to wyczuć w pewnych warunkach.

Używając komórek z siatkówek myszy i ludzi oraz potężnych laserów, które emitują impulsy światła podczerwonego, naukowcy odkryli, że kiedy światło lasera pulsuje szybko, komórki światłoczułe w siatkówce czasami otrzymują podwójne uderzenie energii podczerwonej. Kiedy tak się dzieje, oko jest w stanie wykryć światło, które wypada poza widzialnym spektrum.

„Wykorzystujemy to, czego nauczyliśmy się podczas tych eksperymentów, aby spróbować opracować nowe narzędzie, które pozwoliłoby lekarzom nie tylko badać oko, ale także stymulować określone części siatkówki, aby określić, czy działa ona prawidłowo” – mówi starszy badacz Vladimir J. Kefałow, profesor nadzwyczajny okulistyki i nauk wizualnych na Uniwersytecie Waszyngtońskim w St. „Mamy nadzieję, że ostatecznie to odkrycie będzie miało bardzo praktyczne zastosowania”.

Błyski W Laboratorium

Badania rozpoczęto po tym, jak naukowcy z zespołu badawczego zgłosili sporadyczne błyski zielonego światła podczas pracy z laserem na podczerwień. W przeciwieństwie do wskaźników laserowych używanych w salach wykładowych lub jako zabawki, potężny laser na podczerwień, z którym pracowali naukowcy, emituje fale świetlne, które uważa się za niewidoczne dla ludzkiego oka.

„Byli w stanie zobaczyć światło lasera, które znajdowało się poza normalnym widzialnym zakresem, a my naprawdę chcieliśmy dowiedzieć się, w jaki sposób byli w stanie wyczuć światło, które miało być niewidoczne” – mówi Frans Vinberg, jeden z kierowników badań autorzy i adiunkt naukowy w Katedrze Okulistyki i Nauk Wizualnych.

Vinberg, Kefalov i ich współpracownicy przeanalizowali literaturę naukową i ponownie przeanalizowali doniesienia o ludziach, którzy widzieli światło podczerwone. Powtórzyli poprzednie eksperymenty, w których zaobserwowano światło podczerwone, i przeanalizowali takie światło z kilku laserów, aby zobaczyć, czego mogą się dowiedzieć o tym, jak i dlaczego czasami jest ono widoczne.

„Eksperymentowaliśmy z impulsami laserowymi o różnym czasie trwania, które dostarczały taką samą całkowitą liczbę fotonów, i odkryliśmy, że im krótszy impuls, tym większe prawdopodobieństwo, że dana osoba go zobaczy” – wyjaśnia Vinberg.

„Chociaż czas między impulsami był tak krótki, że nie można go było zauważyć gołym okiem, istnienie tych impulsów było bardzo ważne, aby ludzie mogli zobaczyć to niewidzialne światło”.

Dwa fotony naraz

Zwykle cząsteczka światła, zwana fotonem, jest absorbowana przez siatkówkę, która następnie tworzy cząsteczkę zwaną fotopigmentem, która rozpoczyna proces przekształcania światła w widzenie. W standardowym widzeniu każdy z dużej liczby fotopigmentów pochłania pojedynczy foton.

Ale upakowanie dużej liczby fotonów w krótkim impulsie szybko pulsującego światła laserowego umożliwia jednoczesną absorpcję dwóch fotonów przez pojedynczy fotopigment, a połączona energia dwóch cząstek światła wystarcza do aktywacji pigmentu i umożliwienia oko, aby zobaczyć to, co normalnie jest niewidoczne.

„Widmo widzialne obejmuje fale światła o długości 400-720 nanometrów” – wyjaśnia Kefałow, profesor okulistyki i nauk wizualnych. „Ale jeśli cząsteczka pigmentu w siatkówce zostanie uderzona w krótkich odstępach czasu przez parę fotonów o długości 1,000 nanometrów, te cząsteczki światła dostarczą taką samą ilość energii, jak pojedyncze uderzenie z fotonu o długości 500 nanometrów, który mieści się w granicach widmo widzialne. W ten sposób jesteśmy w stanie to zobaczyć”.

Badania siatkówki?

Chociaż naukowcy jako pierwsi donoszą, że oko może wyczuwać światło dzięki temu mechanizmowi, pomysł wykorzystania słabszego światła laserowego do uwidocznienia rzeczy nie jest nowy.

Na przykład mikroskop dwufotonowy wykorzystuje lasery do wykrywania cząsteczek fluorescencyjnych głęboko w tkankach. Naukowcy twierdzą, że już pracują nad sposobami wykorzystania podejścia dwufotonowego w nowym typie oftalmoskopu, który jest narzędziem umożliwiającym lekarzom badanie wnętrza oka.

Pomysł polega na tym, że świecąc w oko pulsującym laserem na podczerwień, lekarze mogliby stymulować części siatkówki, aby dowiedzieć się więcej o jej strukturze i funkcji w zdrowych oczach oraz u osób z chorobami siatkówki, takimi jak zwyrodnienie plamki żółtej.

Badania były częściowo możliwe dzięki opracowaniu przez zespół Kefałowa narzędzia, które pozwoliło naukowcom uzyskać reakcje świetlne z komórek siatkówki i cząsteczek fotopigmentu. To urządzenie jest już dostępne na rynku i jest używane w kilku ośrodkach badań wzroku na całym świecie.

Ten artykuł został ponownie opublikowany z Futurity.org.

Źródło: Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis.
Zobacz Oryginalne studium

O autorze

Jim Dryden jest dyrektorem ds. transmisji i podcastów na Uniwersytecie Waszyngtońskim w St. Louis.

Oświadczenie o ujawnieniu: Autorzy badania nie zgłosili konfliktu interesów. Fundusze pochodziły z National Eye Institute (NEI) i National Institute on Aging (NIA) z National Institutes of Health (NIH), Research to Prevent Blindness, Norwegian Research Council oraz projektu TEAM finansowanego przez Unię Europejską i Fundacja na Rzecz Nauki Polskiej.

Książka zalecana przez InnerSelf:

Twój cudowny mózg: zmaksymalizuj siłę swojego mózgu, popraw pamięć, podnieś nastrój, popraw swoje IQ i kreatywność, zapobiegaj i odwracaj procesy starzenia się psychiczne
przez Jeana Carpera.

W tej niesamowitej książce dowiesz się, w jaki sposób możesz kształtować swój mózg, aby zoptymalizować pamięć, inteligencję, osiągnięcia umysłowe i nastrój, jedząc odpowiednią żywność i przyjmując określone suplementy wzmacniające mózg: od zwykłej witaminy E po kwas alfa-liponowy, miłorząb dwuklapowy i koenzym Q10. Tutaj również znajdują się zdumiewające informacje na temat podnoszenia IQ dzieci przed ich urodzeniem; które witaminy mogą zwiększyć inteligencję i pamięć; jak wysokie ciśnienie krwi może zmniejszyć twój mózg; jakie pokarmy jeść, aby wyostrzyć pamięć i odmłodzić komórki mózgowe i wiele więcej.

Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon.