Was wäre, wenn sich der Blick über das hinaus erweitern ließe, was das menschliche Auge zulässt? Wie bei Infrarotstrahlung etwa – jenem Teil des elektromagnetischen Spektrums, der für Menschen unsichtbar bleibt, aber in der Tierwelt genutzt wird. Klapperschlangen, Vampirfledermäuse oder bestimmte Käferarten spüren damit Wärmequellen auf und erkennen ihre Beute selbst im Dunkeln oder hinter Blättern, Mauern oder Fellen.
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Der Mensch hingegen bleibt für dieses Spektrum blind. Die Retina des Homo sapiens reagiert nur auf einen schmalen Lichtbereich – von Violett bis Rot, also von etwa 380 bis 780 Nanometern. Alles darunter ist Ultraviolett, alles darüber Infrarot – Strahlung, die beginnt, wo das Sehen endet. Noch.
Ein Team um den Neurowissenschaftler Tian Xue von der Universität für Wissenschaft und Technik im chinesischen Hefei will das ändern. Die Forschenden haben Kontaktlinsen entwickelt, die Infrarotstrahlung in sichtbares Licht übersetzen – gewissermaßen ein technisches Sinnesorgan. Ihre Ergebnisse haben sie nun im Fachjournal „Cell“ veröffentlicht.
Nanotechnologie: Goldpartikel ermöglichen Infrarot-Sehen
Die Technologie ist ebenso fein wie raffiniert: 45 Nanometer große Partikel aus Gold, Natriumgadoliniumfluorid sowie Ytterbium- und Erbium-Ionen kamen zum Einsatz. Sie speichern Energie aus Infrarotlicht mit Wellenlängen zwischen 800 und 1600 Nanometern und wandeln sie in sichtbares Licht um. Dabei verändern sie das Sehvermögen nicht, sondern „übersetzen“ das Licht selbst. So erscheint Infrarotlicht beispielsweise als Blau oder Grün, je nach Wellenlänge.
Die Forschenden sprechen in diesem Zusammenhang von „Super-Sehkraft“. Und tatsächlich: Mäuse, deren Augen mit diesen Partikeln injiziert wurden, reagierten plötzlich auf Lichtquellen, die für ihre Art sonst nicht existieren. Auch menschliche Probanden sahen durch mit den Partikeln versetzte Kontaktlinsen infrarote Lichtsignale – als Flackern im Morsecode – erst mit offnen, dann sogar mit geschlossenen Augen.
Der Grund: Nahinfrarotlicht durchdringt das Lid besser als sichtbares Licht. Ohne störende Reize von außen funktionierte die Wahrnehmung sogar präziser.
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Schwächen der Super-Sehkraft: Bildqualität und Streuung
Doch noch bleibt die Superkraft unscharf. Die Nanopartikel in der Linse streuen das Licht, wodurch die Bilder verschwommen wirken. Laut den Forschenden könnten hier Brillen im Vorteil sein. Durch den größeren Abstand zur Netzhaut lassen sich optische Verzerrungen leichter korrigieren.
Ein entsprechendes Brillenmodell wurde bereits mitentwickelt, doch bis zur Marktreife ist es noch ein langer Weg. Bislang reicht die Auflösung nicht an die von professionellen Nachtsichtgeräten heran.
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Zukunft der erweiterten Sicht: Von Farbenblindheit bis Fälschungsschutz
Und doch eröffnen sich Perspektiven, in denen Kontaktlinsen angewendet werden können. Laut den Fachleuten bietet die Technik in den Linsen das Potenzial, Menschen mit Rot-Grün-Schwäche und ähnlichen Sehstörungen zu helfen. Denn die Forschenden entwickelten Nanopartikel, die Infrarotlicht in spezifische sichtbare Farben umwandeln – etwa 980 Nanometer in Blau, 808 Nanometer in Grün und 1500 Nanometer in Rot. Mit dieser Methode ließe sich potenziell auch sichtbares Licht so modulieren, dass Menschen mit Rot-Grün-Schwäche eine differenziertere Farbwahrnehmung erhalten – und das ganz ohne chirurgischen Eingriff in die Netzhaut.
Xues Team denkt weiter. Infrarotlinsen könnten auch bei chirurgischen Eingriffen helfen oder in der Sicherheitsbranche, beispielsweise beim Fälschungsschutz, zum Einsatz kommen. Und was für Infrarot gilt, wäre auch für andere Spektralbereiche denkbar, etwa für ultraviolettes Licht oder mittleres Infrarot, wie es Wärmebildkameras nutzen. Allerdings verschwinden solche Strahlen derzeit noch im Rauschen der menschlichen Wärmeabstrahlung.
Die Technik steht noch am Anfang. Aber ihr Versprechen ist gewaltig: ein zweites Sehen. Nicht über, sondern durch die Dinge hindurch.
