Một mũi tiêm giúp động vật có vú nhìn ban đêm
Các nhà khoa học ở công nghệ nano đang trên con đường dẫn đến điều dường như không thể: tạo ra một mũi tiêm cho phép chúng ta nhìn thấy trong bóng tối. Nghiên cứu này mở ra cánh cửa cho những can thiệp trị liệu hoàn toàn mới.
Mắt của động vật có vú chỉ có thể phản ứng với một dải bước sóng nhỏ.
Nói chung, phạm vi là 400–700 nanomet. Tất nhiên, toàn bộ quang phổ của ánh sáng rộng hơn nhiều.
Ở cuối dài hơn của quang phổ này là tia hồng ngoại gần (NIR) và ánh sáng hồng ngoại (IR).
Không có loài động vật có vú nào có thể phát hiện ra những loại ánh sáng này.
Kính nhìn ban đêm cho phép người dùng phát hiện những bước sóng không nhìn thấy này, nhưng chúng rất cồng kềnh. Ngoài ra, trong điều kiện ban ngày, chúng trở nên bão hòa ánh sáng và không còn hoạt động bình thường.
Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc và Đại học Y khoa Massachusetts ở Boston bắt đầu tìm cách tăng cường thị lực ở động vật có vú ở bước sóng NIR mà không cần đến công nghệ đeo.
Tích hợp công nghệ nano và tầm nhìn
Công trình này là một phần của làn sóng nghiên cứu mới tập trung vào việc tích hợp các hạt nano với các hệ thống sinh học. Bằng cách đưa các cảm biến hoặc thiết bị cực nhỏ vào mô sống, có thể mang lại những khả năng mới hữu ích.
Y học hiện đại đã và đang tìm ra cách sử dụng cho điều này. Trong một bài đánh giá, các tác giả giải thích, "Hiện nay có nhiều ví dụ nổi bật về vật liệu nano được sử dụng để cải thiện sức khỏe con người, trong các lĩnh vực từ hình ảnh và chẩn đoán đến điều trị và y học tái tạo."
Cuộc điều tra gần đây nhất xuất hiện trên tạp chí Ô. Gang Han, Ph.D. - người là phó giáo sư hóa sinh và dược học phân tử - dẫn đầu các nhà khoa học.
Trong bài báo của mình, các nhà khoa học giải thích cách họ tiêm "các hạt nano chuyển đổi ngược liên kết với thụ thể quang" vào chuột, cho phép các con vật nhìn thấy trong bóng tối.
Cụ thể hơn, họ đã sử dụng kỹ thuật tiêm dưới màng não mà nhiều bác sĩ nhãn khoa hiện nay thường áp dụng.
Các thí nghiệm sáng tạo liên quan đến việc “dán” cái gọi là nanoantennae vào các thụ thể ánh sáng võng mạc của chuột. Khi đó, nanoantennae đã chuyển đổi ánh sáng NIR thành ánh sáng xanh lục có thể nhìn thấy được. Vì vậy, không cần bất kỳ thiết bị bên ngoài nào, loài gặm nhấm đã có thể cảm nhận được ánh sáng NIR.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các hạt nano lectin để đưa các nanoanten vào đúng vị trí.
Một cách mới để tiếp cận tầm nhìn
Bằng cách đưa những con chuột trải qua một loạt các thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng những con vật có thể phân biệt các mẫu phức tạp trong ánh sáng NIR.
Ngoài ra, bởi vì nanoantennae được định vị rất gần với cơ quan thụ cảm ánh sáng, chỉ cần mức độ ánh sáng NIR rất thấp để kích hoạt các hạt nano, do đó cho phép nhận biết ánh sáng.
Điều quan trọng là điều này không ảnh hưởng đến tầm nhìn ban ngày của động vật.
Sau khoảng 2 tuần, khả năng nhìn trong bóng tối của họ giảm dần. Những con chuột dường như không gặp tác dụng phụ nào, chẳng hạn như viêm hoặc chết tế bào. Tất nhiên, những phát hiện rất hấp dẫn, nhưng hàm ý còn vượt ra ngoài mưu đồ thông thường.
“Những nanoantennae này sẽ cho phép các nhà khoa học khám phá một số câu hỏi hấp dẫn, từ cách bộ não giải thích các tín hiệu thị giác để giúp điều trị chứng mù màu.”
Gang Han, Ph.D.
Theo các tác giả, "Việc sinh ra các loài động vật có vú với khả năng nhìn NIR cũng có thể mở đường cho các ứng dụng quân sự và dân sự quan trọng."
Tất nhiên, vì quy trình này bao gồm một mũi tiêm vào mắt, nên việc sử dụng nó nói chung sẽ bị hạn chế. Tuy nhiên, nó có thể mở ra cánh cửa cho những cách cải thiện thị lực ít xâm lấn hơn. Như các tác giả giải thích:
“[Tôi] ngoài việc tăng cường khả năng thị giác, thiết bị nano này có thể hoạt động như một hệ thống tích hợp và điều khiển ánh sáng trong y học, có thể hữu ích trong việc sửa chữa chức năng thị giác cũng như trong việc phân phối thuốc cho các bệnh về mắt.”
Đây là những phát hiện ban đầu, vì vậy sẽ cần thêm nhiều nghiên cứu trước khi các nhà khoa học có thể sử dụng kỹ thuật này một cách rộng rãi; tuy nhiên, những kết quả này rất hấp dẫn và hấp dẫn theo đúng nghĩa của chúng.
