Olho humano pode ver a luz infravermelha 'invisível'

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Qualquer livro de ciências irá dizer-lhe que não podemos ver a luz infravermelha. Como os raios X e as ondas de rádio, as ondas de luz infravermelha estão fora do espectro visível.

Olho humano pode ver a luz infravermelha 'invisível'


O olho pode detectar a luz em comprimentos de onda no espectro visual. Outros comprimentos de onda, como infravermelho e ultravioleta, é suposto ser invisível ao olho humano, mas os cientistas da Universidade de Washington descobriram que sob certas condições, ITA € ™ s possível para que possamos ver a luz infravermelha de outra forma invisível.

Crédito: Sara Dickherber

Mas uma equipe internacional de pesquisadores co-liderada por cientistas da Escola Universitária de Medicina de Washington em St. Louis descobriu que, sob certas condições, a retina pode sentir a luz infravermelha, afinal.

Usando células das retinas de ratos e pessoas, e poderosos lasers que emitem pulsos de luz infravermelha, os pesquisadores descobriram que, quando os pulsos de luz de laser rapidamente, as células sensíveis à luz na retina, por vezes, obter um duplo golpe de energia infravermelha. Quando isso acontece, o olho é capaz de detectar a luz que cai fora do espectro visível.

"Estamos usando o que aprendemos nesses experimentos para tentar desenvolver uma nova ferramenta que permitirá que os médicos não só examinar o olho, mas também para estimular partes específicas da retina para determinar se ele está funcionando corretamente", disse o pesquisador sênior Vladimir J . Kefalov, PhD, professor associado de oftalmologia e ciências visuais na Universidade de Washington. "Esperamos que, em última instância, esta descoberta terá algumas aplicações muito práticas."

Os resultados são publicados 01 de dezembro na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências (PNAS) Online Early Edition. Colaboradores incluem cientistas em Cleveland, Polônia, Suíça e Noruega,

A pesquisa foi iniciada após os cientistas sobre a equipe de pesquisa relatou ter visto flashes ocasionais de luz verde ao trabalhar com um laser infravermelho. Ao contrário dos ponteiros laser usados ​​em salas de aula ou como brinquedos, o laser infravermelho poderosa os cientistas trabalharam com emite luz ondas pensado para ser invisível para o olho humano.

"Eles foram capazes de ver a luz do laser, que estava fora da faixa visível normal, e nós realmente queria descobrir como eles foram capazes de sentir a luz que era suposto ser invisível", disse Frans Vinberg, PhD, um dos principais autores do estudo e pesquisador associado de pós-doutorado no Departamento de Oftalmologia e Ciências Visuais na Universidade de Washington.

Vinberg, Kefalov e seus colegas examinaram a literatura científica e revisitado relatos de pessoas vendo a luz infravermelha. Eles repetiram experiências anteriores em que a luz infravermelha tinha sido visto, e eles analisaram tal luz de vários lasers para ver o que eles poderiam aprender sobre como e por que às vezes é visível.

"Nós experimentamos com pulsos de laser de diferentes durações que entregou o mesmo número total de fótons, e verificou-se que quanto menor o pulso, o mais provável era uma pessoa poderia vê-lo", explicou Vinberg. "Embora o período de tempo entre os pulsos era tão curto que não podia ser percebido a olho nu, a existência desses pulsos foi muito importante para que as pessoas vejam esta luz invisível."

Normalmente, uma partícula de luz, chamado de fotões, é absorvida pela retina, que cria então uma molécula chamada fotopigmento, que se inicia o processo de converter a luz em visão. Na visão padrão, cada um de um grande número de photopigments absorve um fotão único.

Mas a embalagem de uma grande quantidade de fotões em um curto impulso da luz laser pulsante rapidamente torna possível para dois fotões de ser absorvido ao mesmo tempo por uma única fotopigmento, e a energia combinada das duas partículas de luz é suficiente para activar o pigmento e permitir o olho para ver o que normalmente é invisível.

"O espectro visível inclui ondas de luz que são 400-720 nanômetros de comprimento", explicou Kefalov, um professor associado de oftalmologia e ciências visuais. "Mas, se uma molécula de pigmento na retina é atingida em rápida sucessão por um par de fótons que são 1.000 nanômetros de comprimento, essas partículas de luz vai entregar a mesma quantidade de energia como um único hit de um fóton de 500 nanômetros, o que está bem dentro do espectro visível. É assim que nós somos capazes de vê-lo. "

Apesar de os pesquisadores são os primeiros a relatar que o olho pode sentir a luz através deste mecanismo, a idéia de usar menos potente luz laser para fazer as coisas visíveis não é nova. O microscópio de dois fotões, por exemplo, usa lasers para detectar moléculas fluorescentes em tecidos profundos. E os pesquisadores disseram que já estão trabalhando em maneiras de usar a abordagem de dois fótons em um novo tipo de oftalmoscópio, que é uma ferramenta que permite que os médicos para examinar o interior do olho.

A idéia é que, ao iluminar uma pulsação, laser infravermelho para dentro do olho, os médicos podem ser capazes de estimular partes da retina para saber mais sobre a sua estrutura e função em olhos saudáveis ​​e em pessoas com doenças da retina, como a degeneração macular.

A pesquisa foi possível, em parte, pelo desenvolvimento da equipe Kefalov de uma ferramenta que permitiu aos cientistas para obter respostas de luz a partir de células da retina e moléculas fotopigmento. Esse dispositivo já está disponível no mercado e que está sendo utilizado em diversos centros de investigação visão de todo o mundo.

Financiado pelo National Eye Institute (NEI) e do Instituto Nacional sobre Envelhecimento (NIA) dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), Research para prevenir a cegueira, o Conselho de Investigação da Noruega, o projeto da equipe financiado pela União Europeia e pela Fundação para Ciência polonês. Números de subvenção do NIH: R24EY021126, R01EY009339, R01EY019312, P30EY002686, P30EY011373 e R44AG043645.

Tags: Percepção, Cuidados com os olhos, Gene Therapy, a vitamina D, Alzheimer, Numeracia