Зрение 2.0: Почему через 10 лет все будут носить линзы Super-vision

В мае 2025 года научный журнал Cell Press опубликовал исследование, которое в скором времени в корне изменить все наши представления о возможностях человеческого зрения. Ученые из Китайского университета науки и технологий под руководством нейробиолога Тянь Сюэ представили инновационные контактные линзы Super-vision («Супервидение»). Они способны улавливать ближний инфракрасный свет и преобразовывать его в видимый спектр.


Эксперты говорят, что это не просто улучшение ночного видения. Это принципиально новый способ взаимодействия с миром.

Как увидеть невидимое

Главный секрет нового продукта — наночастицы, встроенные в гибкий полимер. Основой для данных частиц послужил фторид натрия гадолиния, дополненный редкоземельными металлами — иттербием и эрбием, а также золотом. Когда инфракрасные фотоны (длиной волны 800–1600 нм) попадают на линзу, наночастицы поглощают их, а затем переизлучают в видимом диапазоне (380–750 нм). Таким образом, пользователь видит то, что ранее было скрыто: тепловое излучение объектов, скрытые метки или даже сигналы, передаваемые в инфракрасном спектре.

Процесс преобразования света напоминает принцип флуоресценции, но с важным отличием. Наночастицы не просто отражают излучение, а меняют его длину волны. Например, фотон с длиной волны 1000 нм (инфракрасный) поглощается частицей, а затем испускается как фотон с длиной волны 550 нм (зеленый свет). Это позволяет «переводить» невидимые сигналы в понятные глазу цвета.

Новая технология обладает преимуществом, которое кладет на лопатки аналогичные устройства. Инновационным линзам вообще не требуется внешний источник энергии!

Традиционные очки ночного видения, первые образцы которых появились еще в годы Второй мировой войны, не работают без батарей или аккумуляторов. Дело в том, что электронно-оптическим преобразователям необходим электрический ток. Поэтому, с одной стороны, такие приборы действительно способны усиливать слабый свет или ближний инфракрасный диапазон, с другой, эти устройства ограничены весом, размером и всегда имеют характерное зеленое свечение. Линзы Super-vision обходятся без батарей, делая технологию портативной и незаметной.



Современные очки ночного видения имеют разрешение около 1 мегапикселя, тогда как человеческий глаз в идеальных условиях различает детали, эквивалентные 576 мегапикселям. Линзы Сюэ, находясь вплотную к сетчатке, теоретически могут приблизиться к естественному разрешению глаза.

Зрение… сквозь веки

Перед тестированием на людях ученые провели эксперименты на мышах — сумеречных животных, чье естественное поведение идеально подходит для изучения ночного зрения. Грызунов помещали в лабиринт с двумя отсеками: один был полностью темным, а второй освещался инфракрасным светом. Мыши с линзами Super-vision избегали ИК-зоны, предпочитая безопасную темноту, тогда как контрольная группа не проявляла предпочтений.

Зрачки мышей с линзами сужались при воздействии инфракрасного излучения. Это был явный признак реакции на свет. Кроме того, сканирование мозга грызунов показало активность в зрительной коре. Это стало подтверждением того, что сигналы обрабатывались как зрительная информация.



Таким образом, можно констатировать: это открытие — реальный прорыв в технологиях, ведь раньше считалось, что млекопитающие не способны воспринимать ИК-свет без технических усилителей.

Следующим шагом стали испытания на добровольцах. Участники с линзами различали мерцание инфракрасных источников и даже определяли их направление. Более того, закрывая глаза, они видели ИК-сигналы четче.

Такой оптический парадокс связан с тем, что веки, пропускающие инфракрасный свет лучше видимого, стали естественным фильтром.

Неожиданно, но та же технология может помочь людям с дальтонизмом. Заменив часть наночастиц на модифицированные версии, ученые научились преобразовывать, например, красный свет в зеленый. Это открывает путь к коррекции цветовосприятия без громоздких очков с фильтрами, таких как EnChroma, которые лишь усиливают контраст между цветами.

Ученые говорят, что около 8% мужчин и 0,5% женщин страдают от дальтонизма. Большинство из них не различают красный и зеленый цвета из-за мутаций в генах светочувствительных белков-опсинов. При этом некоторые животные, например, креветки-богомолы, видят в 12 цветовых каналах, включая ультрафиолет и инфракрасный свет.

Пригодится многим

Потенциал Super-vision выходит далеко за рамки медицины. Инфракрасные метки, невидимые для обычного глаза, можно использовать в системах безопасности: например, для шифрования данных или маркировки ценных объектов. Спасатели смогут находить людей под завалами по тепловым следам, а военные — передавать скрытые сигналы без риска обнаружения.



Уже сейчас инфракрасными маркерами можно подсвечивать опухоли во время операций, делая их хорошо видимыми для хирургов.

А в музеях можно наносить специальные ик-метки на картины. Таким образом, предметы искусства будут защищены от подделок.

Космонавты, работающие в условиях низкой освещенности, получат возможность видеть приборы и объекты без дополнительных источников света.

Однако технология пока несовершенна. Линзы распознают только яркие ИК-источники, такие как светодиоды. Для работы в условиях слабого освещения, например, при лунном свете, чувствительность нужно увеличить в сотни раз. Еще одна проблема — разрешение.

Близость линз к сетчатке ограничивает детализацию, поэтому команда Сюэ разрабатывает очки-насадки для повышения четкости изображения.