Yeni ve inanılmaz bir nanoteknoloji, günün birinde karanlıkta görmemizi mümkün kılabilir. Farelerde işe yarıyor ve diğer memelilerde de aynı şekilde etkili olmaması için pek sebep yok. Tek engel, göz kürenize iğne batırılmasına nasıl baktığınız.
Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nin önderliğinde yürütülen araştırmada, retinadaki ışık saptayıcı hücrelere bağlanan ve onların, yakın kızılötesi (NIR) dalgaboylarına cevap vermesine yardım eden parçacıklar üretildi.
Retinanın bulunduğu yer olan gözümüzün arkası, ters duran bir televizyon ekranı gibi davranıyor. Işık tayfının tamamı retina hücrelerine düşünce; bazı dalgaboyları, bizim renk ya da yoğunluk olarak algıladığımız kimyasal tepkimeler başlatıyor.
Çubuk şeklindeki hücreler, beynimize bunun ne kadar parlak olduğunu söylüyor. Boyut olarak yaklaşık 500 nanometre olan ışık dalgalarına güçlü şekilde tepki veriyorlar fakat 640 nanometrenin üzerinde olan ve tayfın kızıl bölgesine kadar giden her şeye tepki vermekte zorlanıyorlar.
Ayrıca; her biri, tayfın kendine düşen bölgesine karşı hassas olan ve gittikçe incelen ‘koni’ biçimli üç çeşit ışık alıcı hücreye sahibiz. Bunlar bir araya geldiğinde, beynimizin renkleri ayırmak için ihtiyaç duyduğu detayları sağlıyorlar.
Fakat bu koniler, yaklaşık 700 nanometreden daha uzun olan ışığı da tespit edemiyorlar. Yani, tayfın kızıl kısmının ötesinde yer alan her şey, bizim için tamamen görünmez halde.
Bu bir utanç kaynağı. Bize karanlık gibi görünen şeyler, genelde tayfın düşük enerjili, düşük dalgaboylu kısımlarıyla dolu. Yılanlar ve kurbağalar gibi bir miktar hayvan, avları takip etmek veya geceleyin daha iyi görmek için bu dalgaboylarından faydalanmak üzere evrim geçirmiş.
Maalesef memeliler, bu kızıl-ötesi tayfın kenarını bile görmek için gereken özellikleri evrimleştirmeyi hiç başaramamışlar. Biz insanlar nispeten şanslıyız. Farelerin sadece çubukları ve iki tip koni hücresi var ve hepsi de; bizimkilerin biraz altında duran dalgaboylarında zirveye ulaşıyor.
NIR ışığını kısa bir süreliğine görmemize yardımcı olan bazı kimyasal gariplikler var fakat genel olarak konuşursak; kızıl-ötesi bir manzara, biz insanlar için tam anlamıyla yasak bölge.
İri gece görüş dürbünleri, bu ışımayı (radyasyonu) yakalayabiliyor ve onu, bizim görebileceğimiz dalgaboylarına yükseltiyor. Ancak böyle bir teknolojiyi giymek külfetli bir şey ve bu teknoloji, gün ışığı şartlarında kullanılamıyor.
Bu en son teknolojik yenilikte ise; araştırmacıların geliştirmiş olduğu nanoparçacıklar, çok küçük birer gece görüş cihazı gibi davranıyorlar ve sadece ışığa karşı hassas olan hücrelere yerleşiyorlar.
Retinal fotoreseptöre bağlanan yükseltme nanoparçacıkları şeklinde adlandırılan bu nesneler, hem çubuk hem de koni ışık alıcılarına yapışmak üzere inşa edilen ve uzun dalgaboylarını kısa olanlara dönüştüren birer protein.
Elde edilen sonuç ise; görünmez NIR ışınımını sünger gibi çeken bir anten şeklinde davranan ve onu, çubukları ve konileri tetikleyerek faaliyete geçirmesi en muhtemel renge dönüştüren, dünyayı gri tonlarına boyayan nanoölçekli bir cihaz.
Farelere enjekte edilen tüm bu süreç, parlak bir şekilde çalışıyor gibi görünüyor. Nanoantenin, hem ışık alıcı hücrelere bağlandığı; hem de 980 nanometrede zayıf şekilde parlayan bir LED’in, beynin görsel korteksini etkilediği görülen retina tepkilerine sebep olduğu gösterildi.
Daha uygulanabilir bir deneyde ise; nanoparçacıkların uygulandığı farelerin, çeşitli koşullar altında LED ile aydınlatılan üçgen ve çember gibi basit şekiller arasında ayrım yapabildikleri gözlendi. En iyi kısım ise, normal gün ışığı şatlarında hâlâ çok iyi görebiliyor olmalarıydı.
Bu görüş değişimi, kötü yan etkiler de getirmemişti. Takımın bulduğu tek sorun, farelerin gözlerinde bulutlu bir yapının olmasıydı.
Farelerin görsel yapısı, insanlarınkine yeterince benziyor. Dolayısıyla bu yöntemin bir çeşidinin, muhtemelen biz insanlarda da çalışabileceğini bekleyebiliriz. Aslında, geçmişte yaşanan tuhaf bir örnek de var gibi.
Birkaç yıl önce biyoloji korsanları, retinayı genel olarak ışığa karşı daha hassas yapmak için, Chlorin e6 adı verilen ve ışığa karşı hassas olan bir maddeyi kullanarak benzer bir işlem uydurmuşlar. İddiaya göre, bu işlemin göz damlası şeklinde uygulanmasıyla birlikte denekler düşük ışık koşulları altında daha uzakları görebiliyormuş.
Bunun gerçek bir teknolojiyi mi vadettiği, yoksa sadece abartılan bir deney mi olduğu tartışma konusu. Göz damlaları, göz küresine yapılan bir enjeksiyondan kesinlikle daha iyi olur. Ancak bu yeni nanoteknolojiyi destekleyen çok daha titiz bir bilim mevcut. Ayrıca, beslenme şeklini değiştirerek kızılötesi gördüğünü iddia edenler de var.
Böyle bir teknolojinin kullanım alanı bulması zor değil. Askerî uygulamaların yanında, kim geceleyin daha iyi görmek istemez ki? Özellikle de astronotlar.
Massachusetts Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde biyokimyacı olan Gang Han, “Evren’de bulunan ve çıplak gözlerimizle göremediğimiz bütün gizli bilgileri, NIR ve IR ışımasından görme kabiliyeti elde edebiliriz” diyor.
Ancak araştırma bakımından; deneysel araçlar biçiminde, görsel süreçleri yeni seviyelerde araştırmayı sağlayabilecek ciddi faydalar da mevcut.
“Bu araştırmayla, nanoparçacık teknolojimizin kullanım alanlarını hem laboratuvarda, hem de dönüşümsel şekilde büyük ölçüde genişletmiş oluyoruz” diyor Han.
“Bu nanoantenler; beynin görsel sinyalleri nasıl yorumladığından, renk körlüğü tedavisine yardımcı olmaya kadar, araştırmacıların bir dizi meraklandırıcı soruyu keşfetmesine olanak sağlayacak.”
