Upravené myší oči vidí potmě
Budou vojáci speciálních jednotek operovat v hluboké tmě bez přístrojů pro noční vidění? Nová technologie vyvinutá čínskými vědci dovoluje vidět potmě zatím jen laboratorním myším.
Myši nemají kdovíjak ostrý zrak. Pro svůj noční život ho ani nepotřebují a spoléhají především na vynikající čich. Pokud bychom se na svět dívali myšíma očima, byli bychom prakticky slepí. Ani rozlišováním barev myš nikoho neomráčí. V souladu s potřebami nočního tvora tvoří 97 procent světločivných buněk v sítnici myšího oka tyčinky pro černobílé vidění. Čípky pro barevné vidění má myš uzpůsobené k zachycení zelené barvy a ultrafialového záření. Žlutou, oranžovou nebo červenou nerozezná.
Pro myši pobíhající v laboratořích univerzity v čínském Chej-fej to však neplatí. Vidí i to, co je zraku drtivé většiny savců včetně člověka důkladně skryto. Jejich oko vnímá infračervené záření.
V živočišné říši najdeme tvory, kteří infračervené záření registrují a jsou k němu dokonce extrémně citliví. Získávají tak významnou výhodu při orientaci ve tmě a při vyhledání nejrůznějších zdrojů tepla. Například jihoameričtí upíři z příbuzenstva našich netopýrů dokážou na těle spícího zvířete vyhledat místo, kde těsně pod kůží proudí krev velkou cévou. Ve srovnání s jinými částmi těla uniká v tomto místě přes kůži o něco silnější infračervené záření. Upír ho sice nevidí, ale zaregistruje ho speciálními buňkami na nose. Zaboří do cévy ostré zuby a saje oběti krev, která tvoří základ jeho potravy.
Nanočástice v oku
Tým čínských vědců, které vedl Tchien Süe, vyvinul ve spolupráci s kolegy z Massachusettské univerzity v americkém Worcesteru zvláštní materiál, který po ozáření infračerveným světlem s vlnovou délkou 980 nanometrů vyzařuje zelené světlo o vlnové délce 535 nanometrů. Nanočástice z tohoto materiálu fungují jako jakýsi „převodník“měnící neviditelné infračervené záření na zelené světlo, které zvířata vidí bez nejmenších problémů.
Süe a jeho spolupracovníci spojili nanočástice se speciální bílkovinou, která se váže na buňky v sítnici myšího oka. Bílkovina si nevybírá a poutá nanočástice jak na čípky, tak i na tyčinky. Když vědci vstříkli myším nanočástice napojené na bílkovinu do komory oka, navázaly se na sítnici. Přicházející infračervené záření v nich indukovalo vznik zeleného světla. Oko v této situaci reaguje stejně, jako kdyby obraz nepřicházel v infračerveném záření, ale v zeleném světle.
O tom, že myši s takto upravenou sítnicí skutečně vidí infračervené záření, se vědci přesvědčili mnoha způsoby. Zatímco oko obyčejných myší na infračervené záření nijak nereaguje, u myší vybavených „převodníkovými“nanočásticemi vyvolá stažení zornice v obraně před oslněním. Myši ochotně reagují na infračervené signály. Pokud zvířata zakusila při infračerveném bliknutí nepříjemný zážitek, naučila se velmi rychle infračerveného záření bát. Pokud vědci označili pokusným myším cestu z bludiště infračervenými značkami, dokázaly myši podle těchto ukazatelů nalézt správnou cestu.
„Byla to někdy poněkud hrůzostrašná podívaná,“přiznává Tchien Süe v rozhovoru pro vědecký týdeník Nature. „Ukážete myším různé značky, které vy sami nevidíte. Pro vás je to prostě jen tma. Ale myši si mezi nimi dokážou správně vybrat.“
Süe s kolegy zveřejnili výsledky svých výzkumů v předním vědeckém časopise Cell.
Budoucí lidé se superzrakem? Infračervené záření zdaleka nevnímají jen jihoameričtí upíři. Například chřestýše vybavila příroda speciálním orgánem, který jim i v naprosté tmě odhalí tělíčko jejich oblíbené kořisti – křečků a dalších hlodavců. Američtí brouci krasci druhu Melanophila consputa prosluli jako „lovci požárů“, protože jim infračervené záření zachycené citlivým orgánem na spodní části těla prozradí na dálku mnoha kilometrů hořící les. Tito brouci se k požářišti slétají z široka daleka, aby tam jejich samičky nakladly vajíčka do sežehnutého dřeva.
Člověk si v podobných situacích musí vypomoci technickými vymoženostmi. Vojáci, ale třeba i záchranáři nebo zoologové studující noční faunu vidí, co se ve tmě kolem nich děje, díky přístrojům pro noční vidění. Nesáhnou teď některé armády k vylepšení zraku příslušníků speciálních komand tak, aby vojáci mohli operovat pod rouškou tmy bez techniky pro noční vidění?
Vedoucí čínského týmu Tchien Süe považuje možnost vybavit člověka „superzrakem“za celkem reálnou.
Ostatní experti jsou však k brzkému uskutečnění vize hraničící se science fiction skeptičtí. Poukazují například na skutečnost, že použité nanočástice obsahují toxické těžké kovy. Süe už ale oznámil, že jeho tým intenzivně vyvíjí „převodníkové“nanočástice na organické bázi. Ty by mohly být k lidskému zdraví o poznání šetrnější než těžké kovy.
V pokusu čínských vědců dostaly myši jen jednu injekci nanočástic a tu neprovázely nežádoucí vedlejší účinky. Pokud by měl být člověk vybaven „superzrakem“natrvalo, zřejmě by si musel „převodníkovou“výbavu z nanočástic na sítnici obnovovat. Odborníci se shodují v tom, že nad bezpečností opakovaných injekcí nanočástic do oka se stále ještě vznáší velký otazník. Většina z nich ale připouští, že pro armádu představuje zdokonalování této technologie velké pokušení. Metoda se však hodí i pro prozaičtější účely. Oči barvoslepých lidí by díky ní mohly získat chybějící citlivost k červenému světlu.
Britský fyziolog Glen Jeffrey z londýnské University College přesto považuje přenos technologie pro infračervené vidění z myši na člověka za nereálný. Lidské oko je ve srovnání s myším zrakovým orgánem velice citlivé a obraz zesílený o infračervené záření bude podle Jeffreyho pro člověka neúnosně jasný.
„Ze všech lidí na světě jsem já ten poslední, kdo by chtěl vidět infračerveně,“poznamenal Jeffrey v rozhovoru pro časopis Nature.
Autor je spolupracovníkem redakce