cientisten van het onderzoeksteam "waren in staat om het laserlicht te zien, dat zich buiten het normale zichtbare bereik bevond, en we wilden echt ontdekken hoe ze licht konden waarnemen dat onzichtbaar moest zijn", zegt Frans Vinberg.
Wetenschappelijke leerboeken zeggen dat mensen geen infrarood licht kunnen zien. Nieuw onderzoek toont echter aan dat ons netvlies het onder bepaalde omstandigheden kan voelen.
Met behulp van cellen van het netvlies van muizen en mensen, en krachtige lasers die pulsen van infrarood licht uitzenden, ontdekten de onderzoekers dat wanneer laserlicht snel pulseert, lichtgevoelige cellen in het netvlies soms een dubbele hit van infrarode energie krijgen. Wanneer dat gebeurt, is het oog in staat om licht te detecteren dat buiten het zichtbare spectrum valt.
"We gebruiken wat we in deze experimenten hebben geleerd om een nieuw hulpmiddel te ontwikkelen waarmee artsen niet alleen het oog kunnen onderzoeken, maar ook specifieke delen van het netvlies kunnen stimuleren om te bepalen of het goed functioneert", zegt senior onderzoeker Vladimir J Kefalov, universitair hoofddocent oogheelkunde en visuele wetenschappen aan de Washington University in St. Louis. "We hopen dat deze ontdekking uiteindelijk een aantal zeer praktische toepassingen zal hebben."
Knippert in het lab
Het onderzoek begon nadat wetenschappers van het onderzoeksteam rapporteerden dat ze occasionele flitsen van groen licht zagen tijdens het werken met een infrarood laser. In tegenstelling tot de laserpointers die in collegezalen of als speelgoed worden gebruikt, zendt de krachtige infraroodlaser waarmee de wetenschappers samenwerkten lichtgolven uit waarvan men dacht dat ze onzichtbaar waren voor het menselijk oog.
"Ze konden het laserlicht zien, dat zich buiten het normale zichtbare bereik bevond, en we wilden echt ontdekken hoe ze licht konden waarnemen dat onzichtbaar moest zijn", zegt Frans Vinberg, een van de leiders van het onderzoek auteurs en een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij de afdeling oogheelkunde en visuele wetenschappen.
Vinberg, Kefalov en hun collega's onderzochten de wetenschappelijke literatuur en herziene rapporten van mensen die infrarood licht zagen. Ze herhaalden eerdere experimenten waarin infraroodlicht was gezien en analyseerden dit licht van verschillende lasers om te zien wat ze konden leren over hoe en waarom het soms zichtbaar is.
"We experimenteerden met laserpulsen van verschillende duur die hetzelfde totale aantal fotonen opleverden, en we ontdekten dat hoe korter de puls, hoe waarschijnlijker het was dat iemand het kon zien," legt Vinberg uit.
"Hoewel de tijd tussen de pulsen zo kort was dat het met het blote oog niet kon worden opgemerkt, was het bestaan van die pulsen erg belangrijk om mensen dit onzichtbare licht te laten zien."
Twee fotonen tegelijk
Normaal gesproken wordt een lichtdeeltje, een foton genoemd, door het netvlies geabsorbeerd, dat vervolgens een molecuul creëert dat fotopigment wordt genoemd, waarmee het proces van het omzetten van licht in een visie wordt gestart. In standaardvisie absorbeert elk van een groot aantal fotopigmenten een enkel foton.
Maar het inpakken van een heleboel fotonen in een korte puls van het snel pulserende laserlicht maakt het mogelijk dat twee fotonen tegelijkertijd worden geabsorbeerd door een enkel fotopigment, en de gecombineerde energie van de twee lichtdeeltjes is voldoende om het pigment te activeren en toe te staan het oog om te zien wat normaal onzichtbaar is.
"Het zichtbare spectrum omvat lichtstralen die 400-720 nanometers lang zijn", legt Kefalov, universitair hoofddocent oogheelkunde en visuele wetenschappen, uit. "Maar als een pigmentmolecule in het netvlies snel achter elkaar wordt geraakt door een paar fotonen die 1,000 nanometers lang zijn, zullen die lichtdeeltjes dezelfde hoeveelheid energie afgeven als een enkele treffer van een 500-nanometer-foton, dat goed binnen het zichtbare spectrum. Dat is hoe we het kunnen zien. "
Retina onderzoek?
Hoewel de onderzoekers als eerste melden dat het oog licht door dit mechanisme kan voelen, is het idee om minder krachtig laserlicht te gebruiken om dingen zichtbaar te maken, niet nieuw.
De twee-fotonmicroscoop gebruikt bijvoorbeeld lasers om fluorescente moleculen diep in weefsels te detecteren. En de onderzoekers zeggen dat ze al werken aan manieren om de twee-fotonenbenadering te gebruiken in een nieuw type oftalmoscoop, een hulpmiddel waarmee artsen de binnenkant van het oog kunnen onderzoeken.
Het idee is dat artsen een deel van het netvlies kunnen stimuleren door een pulserende, infrarode laser in het oog te laten schijnen om meer te leren over de structuur en functie ervan in gezonde ogen en bij mensen met retinale ziekten zoals maculaire degeneratie.
Het onderzoek werd mede mogelijk gemaakt door de ontwikkeling door het Kefalov-team van een tool waarmee de wetenschappers lichtreacties van retinale cellen en fotopigmentmoleculen konden verkrijgen. Dat apparaat is al in de handel verkrijgbaar en wordt in verschillende vision-onderzoekscentra over de hele wereld gebruikt.
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit Futurity.org
Bron: Washington University in St. Louis.
Bekijk de Original Study
Over de auteur
Jim Dryden is de directeur van uitzendingen en podcasts aan de Washington University in St. Louis.
Openbaarmakingsverklaring: de auteurs van de studie verklaarden geen belangenconflict. Financiering kwam van het National Eye Institute (NEI) en het National Institute on Aging (NIA) van de National Institutes of Health (NIH), Research to Prevently Blindness, de Norwegian Research Council en het TEAM-project, gefinancierd door de Europese Unie en de Stichting voor Poolse wetenschap.
InnerSelf Aanbevolen Boek:
In dit geweldige boek leer je hoe je je hersenen kunt vormen om het geheugen, de mentale intelligentie en gemoedstoestand van intelligentie te optimaliseren door het juiste voedsel te eten en specifieke breinverhogende supplementen te nemen: van gewone vitamine E tot alfa-liponzuur, ginkgo biloba en co-enzym Q10. Ook hier is verbazingwekkende informatie over het verhogen van het IQ van uw kinderen voordat ze worden geboren; welke vitamines intelligentie en geheugen kunnen stimuleren; hoe hoge bloeddruk je hersenen kan doen krimpen; welk voedsel te eten om het geheugen te verscherpen en hersencellen te verjongen, en nog veel meer.
Klik hier voor meer info en / of om dit boek op Amazon te bestellen.
