Με άλλα λόγια, να μπορούμε να αντιληφθούμε τον κόσμο όπως τα φίδια, οι νυχτερίδες, τα σκαθάρια ή τα κουνούπια.
Νευροεπιστήμονες από το University of Science and Technology της Κίνας αποφάσισαν να διερευνήσουν μια εξαιρετικά φιλόδοξη ιδέα: αν υπάρχει τρόπος οι άνθρωποι να αποκτήσουν τη δυνατότητα υπερόρασης — χωρίς τη βοήθεια ειδικών γυαλιών.
Με άλλα λόγια, να μπορούμε να αντιληφθούμε τον κόσμο όπως τα φίδια, οι νυχτερίδες, τα σκαθάρια ή τα κουνούπια. Δηλαδή, να αποκτήσουμε τη δυνατότητα να βλέπουμε ακόμα και στο απόλυτο σκοτάδι.
Ο βασικός στόχος της ερευνητικής ομάδας ήταν να βρει μια λύση για τα άτομα που πάσχουν από αχρωματοψία, ώστε να μπορέσουν να διακρίνουν χρώματα. Η προσέγγισή τους βασίστηκε στη μετατροπή του υπέρυθρου φωτός —το οποίο είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι— σε εικόνες με ορατά χρώματα. Το αποτέλεσμα της έρευνάς τους ήταν μια τεχνολογία που επιτρέπει όχι μόνο την όραση στο σκοτάδι, αλλά ακόμη και την αντίληψη οπτικών ερεθισμάτων με κλειστά μάτια.
Με τους φακούς επαφής η υπερόραση περνάει σε άλλο επίπεδο
H τεχνολογία νυχτερινής όρασης υπάρχει από το ‘20, όταν ο Ούγγρος φυσικός Kálmán Tihanyi έκανε τη δουλειά που έδωσε τις εξελίξεις, οι οποίες βασίζονταν στο ενεργό υπέρυθρο φως και πλέον στο παθητικό υπέρυθρο. Τα γυαλιά όμως, είναι ογκώδη και χρειάζονται μια πηγή ενέργειας.
Οι φακοί που δημιουργήθηκαν δεν θέλουν τίποτα.
Όπως αναφέρεται στη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Cell «το φως παίζει ιδιαίτερο ρόλο για τους ζωντανούς οργανισμούς, στη μεταφορά σημαντικής ποσότητας εξωτερικών πληροφοριών προκειμένου να κατανοήσουν τον κόσμο. Ωστόσο, τα θηλαστικά μπορούν να αντιληφθούν μόνο ένα μικρό κλάσμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος ως ορατό φως.
Αυτό σημαίνει ότι πάνω από το ήμισυ της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας, που υπάρχει ως υπέρυθρο φως, παραμένει ανεπαίσθητο στα θηλαστικά. Τα μήκη κύματος της υπέρυθρης ακτινοβολίας, των μικροκυμάτων και των ραδιοκυμάτων είναι πολύ μεγάλα για να τα επεξεργαστούν τα μάτια μας και οι ακτίνες UV, Χ και Γ είναι πολύ μικρές.
Στην εργασία μας αναφέρουμε φακούς επαφής μετατροπής προς τα πάνω εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας με κατάλληλες οπτικές ιδιότητες, ευελιξία και βιοσυμβατότητα.
Οι άνθρωποι που τους φορούν, θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν με ακρίβεια χρονικές πληροφορίες εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας, όπως ο κώδικας Μορς, και να διακρίνουν εικόνες μοτίβων εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας».
Το φάσμα του ορατού φωτός περιλαμβάνει μήκη κύματος από 380 έως 700 νανόμετρα. Η τεχνολογία των φακών επαφής που δημιουργήθηκαν, χρησιμοποιεί νανοσωματίδια που απορροφούν φως που δεν μπορούμε να δούμε και το μετατρέπουν σε ορατά μήκη κύματος.
Επιτρέπουν την ανίχνευση αυτού που λέγεται “εγγύς υπέρυθρο φως” (NIR). Είναι υπέρυθρο στο εύρος των 800-1600 νανομέτρων, λίγο πέρα από αυτό που μπορούν ήδη να δουν οι άνθρωποι και οι φακοί το μετατρέπουν σε μικρότερα κόκκινα, μπλε και πράσινα μήκη κύματος που εμπίπτουν στην περιοχή του ορατού φωτός.
Για τη δημιουργία των φακών επαφής τα νανοσωματίδια συνδυάστηκαν με εύκαμπτα, μη τοξικά πολυμερή που χρησιμοποιούνται σε τυπικούς μαλακούς φακούς επαφής. Οι δοκιμές έδειξαν ότι επέτρεπαν στους ανθρώπους να ανιχνεύουν με ακρίβεια τα υπέρυθρα σήματα που αναβοσβήνουν, σαν κώδικα Μορς, σε απόλυτη μαυρίλα.
Μπορούσαν ακόμη και να βλέπουν καλύτερα όταν είχαν τα μάτια τους κλειστά, καθώς αυτό απέκλειε οποιαδήποτε παρεμβολή από το φως στο κανονικό φάσμα ορατότητας.
«Προς μεγάλη μας έκπληξη, είδαμε πως η όραση βελτιώνεται με κλειστά τα μάτια».
Οι ικανότητες αυτές οφείλονται σε νανοσωματίδιο που ανέπτυξε η ερευνητική ομάδα και δοκίμασε σε ποντίκια, αλλά και σε ανθρώπους.
«Μέσω αυτών των φακών επιτύχαμε έγχρωμη όραση NIR σε ανθρώπους. Το φως NIR σε αυτό το εύρος διεισδύει αποτελεσματικά σε βιολογικούς ιστούς πλούσιους σε νερό, όπως τα βλέφαρα και τους κερατοειδείς, ενισχύοντας έτσι την όραση NIR και τη βιολογική απεικόνιση».
Οι φακοί επαφής δεν είναι ακόμα τέλειοι και δεν είναι σε θέση να αποτυπώσουν μικρές λεπτομέρειες. Φυσικά και η μελέτη συνεχίζεται.
«Έγινε απολύτως σαφές πως οι άνθρωποι που φόρεσαν τους φακούς επαφής δεν μπορούσαν να δουν τίποτα χωρίς αυτούς» δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης, Tian Xue.
«Διαπιστώσαμε επίσης, ότι όταν το άτομο κλείνει τα μάτια του, είναι ακόμη πιο ικανό να λάβει αυτές τις πληροφορίες που τρεμοπαίζουν.
Αυτό συμβαίνει επειδή το φως εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας διαπερνά το βλέφαρο πιο αποτελεσματικά από το ορατό φως, επομένως υπάρχει λιγότερη παρεμβολή από το ορατό φως.
Μια πρόσθετη τροποποίηση στους φακούς επαφής σήμαινε ότι τα νανοσωματίδια μπορούσαν να κωδικοποιήσουν με χρώμα διαφορετικά μήκη κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Στο μέλλον, συνεργαζόμενοι με επιστήμονες υλικών και οπτικούς εμπειρογνώμονες, ελπίζουμε να κατασκευάσουμε έναν φακό επαφής με ακριβέστερη χωρική ανάλυση και υψηλότερη ευαισθησία».
