Наночастинки в сітківці допомогли миші побачити інфрачервоне світло.
Наші очі сприймають світло завдяки фоточутливим пігментам, що сидять у спеціальних клітинах сітківки. Є клітини-палички, які дуже чутливі до світла і чий пігмент налаштований на синьо-зелені хвилі (тому, до речі, в сутінках нам все здається зеленувато-синюватим: коли освітленість падає, на перший план виходять палички, які ловлять переважно синьо-зелені відтінки спектру). Є клітини-колбочки з трьома пігментами, що реагують на короткі, середні і довгі світлові хвилі, тобто, грубо кажучи, синьо-фіолетовий, жовто-зелений і жовто-червоний кольори.
Але потрійний колірний зір є не у всіх - фоторецептори більшості ссавців позбавлені червоного пігменту. Додати кольори в картину світу якоїсь миші або мавпи можна, якщо забезпечити її геном додаткового фотопігменту, і такі експерименти мали місце. Однак дослідники з Технологічного університету в Хефеї та Університету Массачусетсу пішли іншим шляхом - вони впровадили в мишачу сітківку наночастинки, завдяки яким миші отримали інфрачервоний зір.
Власне наночастинки перетворюють невидиме інфрачервоне світло на видиме зелене (оскільки інфрачервоні фотони несуть менше енергії, ніж зелені, наночастинки повинні спочатку поглинути певну порцію інфрачервоного світла, щоб випустити зелений). Тобто миші повинні були бачити інфрачервоне світло в зеленому перекладі. Щоб наночастинки втрималися на клітинах сітківки, їх одягли в спеціальний білок, який взаємодіє з вуглеводними молекулами на мембранах фоторецепторних клітин. У статті в Cell сказано, що наночастинки в білковій оболонці після введення в око дійсно прикріплювалися до клітин і трималися на них 10 тижнів без будь-яких побічних ефектів.
Інфрачервоне світло, спрямоване в очі, змушувало мишачі звужуватися, а нейрони сітківки і зорова кора реагували електричними імпульсами - тоді як у мишей, яким наночастинки не вводили, нічого подібного не відбувалося. Щоб остаточно переконатися, що миші бачать інфрачервоне світло, з ними провели кілька поведінкових дослідів. Наприклад, їх запускали у водяний Y-подібний лабіринт, в якому потрібно було згорнути в правильну сторону, щоб вибратися з води на плавучу платформу. Над лівим і правим коридорами лабіринту світилися видимим або інфрачервоним світлом коло і трикутник, і плисти потрібно було туди, де світився трикутник. З видимим світлом всі миші швидко вивчали, куди треба плисти (навіть коли коло і трикутник міняли місцями). Але як тільки фігури над коридорами лабіринту починали світитися не видимим світлом, а інфрачервоним, правильний шлях вибирали тільки ті миші, яким в очі вводили наночастинки.
Інфрачервоне світло називають ще тепловим випромінюванням; прилади-тепловізори дозволяють знайти джерело тепла навіть у кромешній темряві. Такі прилади у нас зазвичай асоціюються з чимось військовим, і уява вже сама собою малює модифікованих солдатів, які можуть шукати противника з теплового випромінювання без всяких спеціальних окулярів та інших пристроїв. Однак хотілося б, щоб такі наночастинки в першу чергу використовувалися в медичних цілях - для лікування розладів зору, пов'язаних з аномаліями в сітківці.