İnsan türü olarak, birçok farklı dalga boyunda ışının varlığına rağmen, yalnızca görünür dalga boyundaki ışığı (380 – 760 nanometre -metrenin milyarda biri-) algılayabiliyoruz. Kırmızıdan mora kadar yer alan görünür dalga boyunun dışında kalan yüksek enerjili X ve Gama ışınları ile düşük enerjili kızılötesi ışınları görmemiz mümkün değil. Bu durum, memelilerin geneli için de geçerli, daha doğrusu geçerliydi. Yeni bir çalışmada [1-2], kızılötesi dalga boyunu görünür dalga boyuna çevirebilen bir yöntem geliştirilerek farelerin kızılötesi ışığı da algılayabilmesi sağlandı.

İnsan gözünde üç tip ışık alıcısı ile siyah ve beyaz zıtlık ayrımı yapan bir alıcı mevcut. Bu reseptörler ışığı elektrik sinyallerine çevirerek beynimize sinirler aracılığıyla iletiyor ve beyinde işlenen sinyaller görüntü halini alıyor. Farelerde ise bu üç reseptörden yalnızca ikisi mevcut bu nedenle kırmızının tonlarını iyi göremiyorlar. Önceki yıllarda, fare DNA’sına gen mühendisliği yöntemi ile onlarda olmayan insan ışık reseptörü geni eklenerek, farelerde kırmızı rengi görme özellikleri sağlanabilmişti [3].

Yeni yapılan çalışmada ise [1-2], herhangi bir genetik mühendisliği yaklaşımı kullanılmadan farelere kızılötesi ışığı algılama becerisi kazandırıldı. Çin ve Amerika’da ortak yürütülen bu çalışmada kızılötesi ışığı emerek görünür dalgaboyunda ışık yayan nanoparçacıklar kullanıldı. Araştırmacılar, bu parçacıkların bir nevi sinyal çevirici görevi göreceğini düşünerek farelerin gözlerine enjekte ettiler. Yapılan ölçümlerde sinirlerin kızılötesi ışıkla uyarıldığını tespit ettiler. Üstelik bu parçacıklar herhangi bir yan etki olmaksızın ve 10 haftaya kadar bozunmadan işlev gördü.

Farelerin kızılötesi ışığı gerçekten algılayıp algılamadığını test etmek için araştırmacılar bir de davranış deneyi tasarladılar. Bu deneyde fareler, kenarında görünür ışıkta üçgen ve daire şekilleri olan bir havuzda yüzdürüldü. Üçgen şekilli ışığın altına farelerin yüzme stresinden kaçıp karaya çıkabileceği bir platform konarak bu platformun yerini öğrenmeleri sağlandı. Bir süre sonra fareler üçgen sinyalli platformun konumu değiştirilse bile doğrudan bu platforma yüzmeye başladılar. Ve son adımda deneyin en heyecan verici kısmı yaşandı; üçgen ve daire sinyallerini görünür ışıktan kızılötesi ışığa çeviren araştırmacılar, kızılötesi üçgen sinyali yalnızca nanoparçacık enjekte edilen farelerin algılayabildiğini keşfetti.

Bu çalışmadakine benzer görme yetisine doğal olarak sahip canlılar da var. Örneğin, çoğu kuş türünde dört tip ışık reseptoru var ve bu reseptörler kuşlara UV ışığı algısı ve gece görüşü gibi akıl almaz avantajlar sağlıyor [4]. Yılanlar ise kızılötesi ışığı görebiliyor [5]. Belki de ileride, kızılötesi görüşü farelere uyarlayan bu çalışma gibi, kuşların ve sürüngenlerin görüş avantajlarını insan sağlığı yararına kullanabiliriz.

Kızılötesi ışığı görünür ışığa çeviren parçacıklar henüz insanlar üzerinde denenmemiş olsa da ileride görme engellerinin tedavisinde ya da gece görüşü gerektiren koşullarda kullanılabilir.

Görünmezlik ya da düşünce kontrolü gibi süper güçler için ise biraz daha beklememiz gerekiyor.

Gözün nasıl çalıştığını merak ediyorsanız şu videoya bakabilirsiniz:

https://youtu.be/I4TXFR7jVgs

Yazar: Mehmet Ali Öztürk

Editörler: Güney Akbalık, Bilge San, Tuğba Öztürk

Kaynaklar:

[1] R. Service, “Nanoparticles give mice night vision,” Science (80-. )., Feb. 2019.

[2] Y. Ma et al., “Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae,” Cell, Feb. 2019.

[3] G. H. Jacobs, G. A. Williams, H. Cahill, and J. Nathans, “Emergence of Novel Color Vision in Mice Engineered to Express a Human Cone Photopigment,” Science (80-. )., vol. 315, no. 5819, pp. 1723–1725, Mar. 2007.

[4] A. T. D. Bennett and I. C. Cuthill, “Ultraviolet vision in birds: What is its function?,” Vision Res., vol. 34, no. 11, pp. 1471–1478, Jun. 1994.

[5] J. Fang, “Snake infrared detection unravelled,” Nature, Mar. 2010.

Görsel kaynak:
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mightymouse-wolfwolf1945.jpg