Sebuah teknologi telah dikembangkan oleh para ilmuwan yang dapat memberikan kemampuan penglihatan di malam hari atau dalam kegelapan pada mamalia. Para ilmuwan di UMass Medical School melakukannya dengan penyuntikan yang mengandung nanoantena, sebuah antena yang mengoreksi nanoscopic, yang merupakan kolektor elektromagnetik yang dirancang untuk menyerap panjang gelombang spesifik yang sebanding dengan ukuran nanoantena, sehingga memungkinkan hewan untuk melihat cahaya di luar spektrum yang terlihat ke dalam jangkauan cahaya inframerah.
Peningkatan penglihatan ini bersifat sementara dan tidak akan mengganggu kemampuan hewan untuk melihat cahaya tampak. Penelitian ini juga membuka peluang translasional untuk menjelajahi jaringan saraf di otak dan dapat membantu memperbaiki penglihatan. Laporan dari penelitian ini telah diterbitkan secara rinci di jurnal Cell.
“Dengan penelitian ini, kami telah memperluas aplikasi teknologi nanopartikel kami baik di lab maupun secara transasional,” kata Gang Han, seorang profesor biokimia & farmakologi molekuler dari UMass Medical School.
“Nanoantena ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengeksplorasi sejumlah pertanyaan menarik, mulai dari bagaimana otak menginterpretasikan sinyal visual hingga membantu mengobati kebutaan warna.”
Spektrum yang terlihat adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang dapat diamati oleh mata manusia. Mata mamalia yang khas akan merespon panjang gelombang dari sekitar 400 hingga 700 nanometer. Namun, ini hanya sebagian kecil dari spektrum elektromagnetik secara utuh.
Pendeteksian untuk cahaya dengan panjang gelombang yang lebih panjang, seperti cahaya inframerah jarak dekat (NIR) atau cahaya inframerah, tidak mungkin untuk dilakukan karena mata manusia tidak dapat melihat NIR atau memproyeksikan gambar NIR menuju otak tanpa bantuan perangkat elektronik yang rumit, seperti kacamata penglihatan malam. Pada siang hari, kacamata ini kehilangan kemampuan untuk berfungsi.
Dalam makalah Cell, Han dan rekan-rekannya dari Universitas Sains dan Teknologi Cina melaporkan perkembangan nanopartikel terkonjugasi protein lektin yang dapat diberikan dalam bentuk tetesan. Protein ini memandu nanoantena dan merekatkannya ke luar fotoreseptor retina pada tikus.
Setelah berlabuh di sel, antena mikroskopis ini mengubah cahaya infra merah jarak dekat menjadi cahaya hijau yang dapat terlihat. Cahaya hijau dapat teramati oleh sel retina dan pencitraannya dikirim dan ditafsirkan oleh otak sebagai cahaya tampak. Ini terjadi tanpa bantuan peralatan yang rumit.
Para peneliti mengembangkan serangkaian tes untuk memverifikasi bahwa tikus yang telah di injeksi dengan nanopartikel sepenuhnya mampu memahami cahaya infra merah. Han dan rekannya menunjukkan bahwa tikus yang disuntikkan dengan nanoantena ini tidak hanya dapat melihat cahaya NIR, tetapi juga mendapatkan penglihatan pola NIR dan bahkan dapat membedakan antara bentuk pola yang canggih seperti segitiga dan lingkaran. Tikus yang telah mendapatkan perlakuan injeksi nanopartikel dapat merasakan pola cahaya ini bahkan dalam kondisi siang hari, menunjukkan bahwa partikel nano dapat selaras dengan penglihatan konvensional.
Juga, berkat kedekatan nanoantena dan fotoreseptor, dengan kekuatan cahaya LED NIR yang sangat rendah pun cukup untuk mengaktifkan nanopartikel. Setelah dua minggu, kemampuannya menghilang dan partikel nano yang tersisa tidak meninggalkan efek pada tikus atau pada penglihatannya.
“Kami percaya bahwa penelitian ini merupakan kemajuan besar di bidang bioteknologi. Studi pemicu konsep ini harus membuka jalan ke berbagai aplikasi kritis melalui penciptaan unik kemampuan visual NIR mamalia dan memiliki potensi translasional yang tinggi,” kata Han.
“Selain itu, sangat mungkin bahwa langit akan terlihat sangat berbeda baik di malam hari maupun di siang hari. Kita mungkin memiliki kemampuan untuk melihat semua informasi tersembunyi dari radiasi NIR dan IR di alam semesta yang tidak terlihat oleh mata telanjang kita.”
