Para ilmuwan melaporkan penciptaan tikus dengan penglihatan inframerah, menggunakan partikel nano yang disuntikkan ke mata mereka. Perawatan suatu hari nanti bisa bekerja pada manusia.
Tikus dengan penglihatan yang ditingkatkan oleh nanoteknologi dapat melihat cahaya inframerah dan juga cahaya tampak, laporan sebuah studi yang diterbitkan dalam jurnal Cell . Suntikan tunggal nanopartikel di mata tikus diberikan penglihatan inframerah hingga 10 minggu, dengan efek samping minimal, memungkinkan mereka untuk melihat cahaya inframerah bahkan di siang hari dan dengan kekhususan yang cukup untuk membedakan antara bentuk yang berbeda. Temuan ini dapat mengarah pada kemajuan dalam teknologi penglihatan inframerah manusia termasuk aplikasi potensial untuk enkripsi sipil, keamanan dan operasi militer.
Manusia dan mamalia lain terbatas untuk melihat berbagai panjang gelombang yang disebut cahaya tampak, yang meliputi warna pelangi. Tetapi inframerah, yang memiliki panjang gelombang lebih panjang, ada di sekitar kita. Benda memancarkan cahaya inframerah karena memancarkan panas, dan benda juga bisa memantulkan cahaya inframerah.
"Cahaya tampak yang dapat dirasakan oleh penglihatan alami manusia hanya menempati sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik," kata Tian Xue dari Universitas Sains dan Teknologi China, penulis senior. "Gelombang elektromagnetik lebih panjang atau lebih pendek dari cahaya tampak membawa banyak informasi."
Sekelompok ilmuwan multidisiplin yang dipimpin oleh Xue dan Jin Bao di Universitas Sains dan Teknologi Cina, serta Gang Han di Universitas Sekolah Kedokteran Massachusetts, mengembangkan nanoteknologi untuk bekerja dengan struktur mata yang ada.
"Ketika cahaya memasuki mata dan mengenai retina, batang dan kerucut - atau sel fotoreseptor - menyerap foton dengan panjang gelombang cahaya yang terlihat dan mengirimkan sinyal listrik yang sesuai ke otak," jelas Han. "Karena panjang gelombang inframerah terlalu panjang untuk diserap oleh fotoreseptor, kita tidak dapat melihatnya."
Para ilmuwan membuat partikel nano yang dapat menempel erat pada sel fotoreseptor, bertindak sebagai transduser cahaya inframerah kecil. Ketika cahaya inframerah mengenai retina, nanopartikel menangkap panjang gelombang inframerah yang lebih panjang dan memancarkan panjang gelombang yang lebih pendek dalam rentang cahaya yang terlihat. Batang atau kerucut di dekatnya kemudian menyerap panjang gelombang yang lebih pendek dan mengirimkan sinyal normal ke otak, seolah-olah cahaya tampak telah mengenai retina.
"Dalam percobaan kami, partikel nano menyerap cahaya inframerah sekitar 980 nm dalam panjang gelombang dan mengubahnya menjadi cahaya memuncak pada 535 nm, yang membuat cahaya inframerah muncul sebagai warna hijau," kata Bao.
Tikus yang menerima suntikan menunjukkan tanda-tanda fisik tidak sadar bahwa mereka mendeteksi cahaya inframerah, seperti pupil yang menyempit, sementara tikus yang disuntik hanya dengan larutan buffer tidak merespons terhadap cahaya inframerah. Untuk menguji apakah tikus dapat memahami cahaya inframerah, para peneliti membuat serangkaian tugas labirin untuk menunjukkan bahwa tikus dapat melihat inframerah dalam kondisi siang hari, bersamaan dengan cahaya tampak.
Dalam kasus yang jarang terjadi, efek samping dari suntikan seperti keruh kornea terjadi, tetapi ini menghilang dalam waktu kurang dari seminggu. Ini mungkin disebabkan oleh proses injeksi saja, karena tikus yang hanya menerima suntikan larutan buffer memiliki tingkat efek samping yang serupa. Tes lain tidak menemukan kerusakan pada struktur retina setelah injeksi sub-retina.
"Dalam penelitian kami, kami telah menunjukkan bahwa kedua batang dan kerucut mengikat partikel nano ini dan diaktifkan oleh cahaya inframerah-dekat," kata Xue. "Jadi kami percaya teknologi ini juga akan bekerja di mata manusia - tidak hanya untuk menghasilkan penglihatan super, tetapi juga untuk solusi terapeutik dalam defisit penglihatan warna merah manusia."
Teknologi inframerah saat ini bergantung pada detektor dan kamera yang sering dibatasi oleh siang hari dan membutuhkan sumber daya dari luar. Para peneliti percaya nanopartikel bio-terintegrasi lebih diinginkan untuk aplikasi inframerah potensial dalam enkripsi sipil, keamanan, dan operasi militer.
"Di masa depan, kami pikir mungkin ada ruang untuk meningkatkan teknologi dengan versi baru nanopartikel berbasis organik, terbuat dari senyawa yang disetujui FDA, yang tampaknya menghasilkan penglihatan inframerah yang lebih cerah," kata Han.
Para peneliti juga berpikir lebih banyak pekerjaan yang dapat dilakukan untuk menyempurnakan spektrum emisi nanopartikel agar sesuai dengan mata manusia, yang menggunakan lebih banyak kerucut daripada batang untuk penglihatan sentral mereka dibandingkan dengan mata tikus. "Ini adalah subjek yang menarik, karena teknologi yang kami buat di sini pada akhirnya dapat memungkinkan manusia untuk melihat di luar kemampuan alami kita," kata Xue.
Sumber : Jurnal Cell