눈이 '보이지 않는' 빛을 감지하는 방법

: By 짐 드라이든, WUSTL

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눈이 '보이지 않는'빛을 감지 할 수있는 방법

연구팀의 과학자들은 정상적인 가시 광선 범위를 벗어난 레이저 빛을 볼 수 있었고, 우리는 그들이 보이지 않는 빛을 어떻게 감지 할 수 있었는지 정말로 알고 싶었다 "고 Frans Vinberg는 말했다.

과학 교과서에 따르면 인간은 적외선을 볼 수 없습니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 우리의 망막은 특정 조건에서이를 감지 할 수 있습니다.

연구팀은 마우스와 사람의 망막에서 나온 세포와 적외선 빛을 발하는 강력한 레이저를 사용하여 레이저 광 펄스가 빠르게 발생하면 망막의 빛 감지 세포가 때로 적외선 에너지의 이중 히트를 받는다는 것을 발견했다. 그렇게되면 눈은 가시 광선 밖의 빛을 감지 할 수 있습니다.

"우리는이 실험에서 배운 것을 사용하여 의사가 눈을 검사 할뿐만 아니라 망막의 특정 부분을 자극하여 그것이 제대로 기능하는지 여부를 결정할 수있는 새로운 도구를 개발하려고합니다"라고 수석 연구자 블라디미르 J가 말했습니다 Kefalov, 세인트 루이스의 Washington University에서 안과 및 시각 과학 부교수. "우리는이 발견이 궁극적으로 매우 실제적인 응용을 갖기를 희망한다."

실험실에서 깜박임

이 연구는 연구팀의 과학자들이 적외선 레이저로 작업하면서 가끔 녹색 불빛이 깜박이는 것을보고 한 후에 시작되었다. 강의실이나 장난감에 사용되는 레이저 포인터와 달리 과학자들이 작업 한 강력한 적외선 레이저는 사람의 눈에는 보이지 않는 빛의 파도를 방출합니다.

"그들은 정상적인 가시 광선 범위를 벗어난 레이저 빛을 볼 수 있었고, 우리는 그들이 보이지 않는 빛을 어떻게 감지 할 수 있었는지 정말로 알고 싶었습니다."라고 연구 책임자 인 Frans Vinberg는 말했습니다 저자 및 안과 및 시각 과학 부서의 박사후 연구원입니다.

Vinberg, Kefalov 및 그들의 동료들은 과학 문학을 검토하고 적외선을 보는 사람들의 보고서를 재검토했다. 그들은 적외선이 보인 이전의 실험을 되풀이했으며, 여러 레이저의 빛을 분석하여 때로는 그것이 어떻게, 왜 보이는지를 알 수있었습니다.

"우리는 동일한 총 광자 수를 제공하는 서로 다른 지속 시간의 레이저 펄스를 실험했으며, 펄스가 짧을수록 사람이 볼 수있는 가능성이 더 높았다"고 Vinberg는 설명했다.

"펄스 사이의 시간 간격이 너무 짧아 육안으로는 알아 채지 못했지만 사람들의 눈에 보이지 않는 빛을 볼 수있게하는 데 펄스의 존재가 매우 중요했습니다."

한 번에 두 광자

일반적으로 광자라고 불리는 빛 입자는 망막에 흡수되어 빛을 시력으로 변환하는 과정을 시작하는 광 착색 제라는 분자를 생성합니다. 표준 시력에서, 많은 수의 photopigments가 각각 하나의 광자를 흡수합니다.

그러나 빠르게 펄싱하는 레이저 광의 짧은 펄스에서 많은 양의 광자를 패킹하면 두 개의 광자가 한 번에 하나의 광 색소로 흡수 될 수 있으며, 두 광 입자의 결합 된 에너지로 인해 안료가 활성화되고 정상적으로 보이지 않는 것을 보는 눈.

"가시 광선 스펙트럼에는 400-720 나노 미터 길이의 빛이 포함됩니다."라고 안과 및 시각 과학 부교수 인 Kefalov는 설명합니다. "그러나 망막의 안료 분자가 1,000 나노 미터 길이의 한 쌍의 광자에 의해 빠르게 연속적으로 타격을받는다면,이 가벼운 입자는 500 나노 미터 광자에서 단일 히트와 동일한 양의 에너지를 전달할 것입니다. 가시 스펙트럼. 그것이 우리가 그것을 볼 수있는 방법입니다. "

망막 연구?

연구자들은 눈이이 메커니즘을 통해 빛을 감지 할 수 있다는 최초의보고이지만, 덜 강력한 레이저 빛을 사용하여 사물을 시각적으로 볼 수있는 아이디어는 새로운 것이 아닙니다.

예를 들어, 2 광자 현미경은 조직을 통해 형광 분자를 검출하기 위해 레이저를 사용합니다. 연구진은 이미 안과 의사가 눈의 내부를 검사 할 수있게 해주는 새로운 유형의 안과 용 검안경에서 2 광자 접근법을 사용하는 방법을 연구하고 있다고 밝혔다.

아이디어는 펄싱 적외선 레이저를 눈에 비추면 의사는 망막 부분을 자극하여 건강한 눈과 망막 질환 환자, 예를 들어 황반 변성 환자의 구조와 기능에 대해 더 많이 배울 수 있습니다.

이 연구는 부분적으로 Kefalov 팀이 망막 세포와 광분 색 분자에서 빛 반응을 얻는 도구를 개발함으로써 가능 해졌다. 이 장치는 이미 시판 중이며 전 세계의 여러 비전 연구 센터에서 사용되고 있습니다.

이 기사는에서 재발행되었다 Futurity.org

출처: 세인트 루이스의 워싱턴 대학교.
보기 기존 연구

저자에 관하여

짐 드라이든 (Jim Dryden)은 세인트 루이스의 워싱턴 대학교 (Washington University)에서 방송 및 포드 캐스트 (Broadcasts and Podcasts)의 책임자입니다.

공개 성명서 : 연구의 저자는 아무런 이해 상충을 선포하지 않았습니다. 기금은 국립 보건원 (NIH)의 국립 안구 연구소 (NCI)와 노화 방지 연구소 (NIIA), 실명 예방 연구소, 노르웨이 연구위원회 및 유럽 연합이 자금을 지원 한 팀 프로젝트에서 나왔다. 폴란드어 과학 재단.