科学者たちは、人間の目を活性化し、赤外線を見ることができる新しい技術を研究している

サイエンス・デイリー紙によると、どの科学教科書にも、人間は赤外線を見ることができないと書かれているだろう。 X 線、電波、赤外線などの目に見えない光は、可視スペクトルの範囲外にあります。しかし、セントルイスのワシントン大学医学部が率いる国際的な科学者チームは、特定の状況下では人間の目が赤外線を知覚できる可能性があることを発見した。

研究者らは、マウスと人間の網膜細胞と赤外線パルスを照射する強力なレーザーを使用して、レーザーが高速でパルスを照射すると、網膜の光受容細胞が赤外線エネルギーの衝撃を受けることがあることを発見した。これが起こると、人間の目は可視範囲外の光を検出できるようになります。

「これらの結果をもとに、私たちは医師が両眼を検査するだけでなく、網膜の特定の部分を刺激して網膜が正常に機能しているかどうかを判断できる新しいツールの開発に取り組んでいます」とワシントン大学の眼科学および視覚科学の准教授で主任研究者のウラジミール・クヴァロフ博士は語った。 「この発見が最終的に何らかの実用的な応用につながることを期待しています。」この研究は12月1日に米国科学アカデミー紀要に掲載され、他の共著者にはクリーブランド、ポーランド、スイス、ノルウェーの科学者が含まれている。

この研究は、研究チームの科学者の一部が、赤外線レーザーを扱っているときに時々緑色の閃光が見えるという報告をしたことから始まった。講堂や玩具で使用されるレーザーポインターとは異なり、科学者が使用する強力な赤外線レーザーは、人間の目には見えない光波を放射します。

「彼らは時折、通常の可視範囲を超えたレーザー光を見ることができる。我々は、彼らが通常見えない光をどのように認識するのかを知りたかった」と、研究の主執筆者の一人で、ワシントン大学眼科学・視覚科学部の博士研究員であるフランス・ワインバーグ博士は述べた。

ワインバーグ、クヴァロフ、およびその同僚は科学文献を再検討し、赤外線を目撃したという報告を再検討した。彼らは赤外線が見えるという実験を繰り返し、さまざまなレーザーから放出された光を分析して、赤外線がなぜ、どのようにして見えるようになるのかを調査した。

「同じ数の光子で異なる長さのレーザーパルスを送信する実験を行ったところ、パルスが短いほど、観測される可能性が高くなることがわかった」とワインバーグ氏は説明した。 「パルスの間隔は非常に短いため、肉眼では検出できませんが、これらのパルスの存在は、人間の目がこの目に見えない光を観察するために重要です。」

通常、光子は網膜によって吸収され、光色素と呼ばれる分子が生成され、光を視覚に変換するプロセスが開始されます。標準的な視覚では、多数の感光性色素のそれぞれが光子を吸収します。より高いパルスレートでレーザー光の短いパルスに詰め込まれた多数の光子により、1つの色素が一度に2つの光子を吸収することが可能になり、2つの光子の結合エネルギーは色素を活性​​化するのに十分であり、研究者は通常は見えない光を観察することができます。

「可視スペクトルには、400〜720ナノメートルの波長を持つ光波が含まれます」とクヴァロフ氏は説明する。 「しかし、1,000ナノメートルの長さの光子のペアが網膜の色素分子に次々に当たると、これらの光子によってもたらされるエネルギーは、500ナノメートルの波長の光子の単一ヒットと同じになります。これは可視スペクトルの範囲内であり、そのため目に見えない光が見えるのです。」

研究者らは、このメカニズムを通じて目が目に見えない光を知覚できることを初めて報告したが、それほど強力でないレーザーを使用して物体を可視化することは前例がないわけではない。たとえば、二光子顕微鏡ではレーザーを使用して組織の奥深くにある蛍光分子を検出します。研究者らは、医師が患者の眼の内部を検査するのに役立つ新しいタイプの検眼鏡に2分子アプローチを適用する方法をすでに研究していると述べている。

パルス赤外線レーザーを患者の目に照射することで、医師は網膜の一部を刺激し、健康な目と黄斑変性症などの網膜疾患を患っている目の構造と機能を理解することができます。この研究は、科学者が網膜細胞と色素分子の光反応を取得できるようにする、クヴァロフ氏が開発したツールによって部分的に可能になった。この装置は商品化されており、世界中のいくつかの視覚研究センターで使用されています。

この研究は、国立眼科研究所（NEI）、国立衛生研究所（NIH）の国立老化研究所（NIA）、失明予防研究、ノルウェー研究財団、欧州連合、ポーランド科学財団からの助成金によって支援された。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。