據(jù)科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道，任何一本科學(xué)教科書(shū)可能都會(huì)寫(xiě)道人類(lèi)看不見(jiàn)紅外光。例如X射線、無(wú)線電波和紅外光波等不可見(jiàn)光都超出了可見(jiàn)光譜的范圍。然而，由美國(guó)華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院合作帶領(lǐng)的一支國(guó)際科學(xué)家小組發(fā)現(xiàn)在某些特定的情況下，人眼或可能可以感知到紅外光。

在某些特定的情況下，人眼或可能可以感知到紅外光。

利用老鼠和人類(lèi)的視網(wǎng)膜細(xì)胞，以及能夠釋放紅外光脈沖的強(qiáng)大激光，研究人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光高速發(fā)送脈沖時(shí)，視網(wǎng)膜里的感光細(xì)胞有時(shí)候能夠接收到紅外能量的擊打。當(dāng)這一情況發(fā)生時(shí)，人眼能夠檢測(cè)位于可見(jiàn)光范圍以外的光。

“借助這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們?cè)噲D研發(fā)一種新型工具，使得醫(yī)師不僅可以檢測(cè)雙眼，還能夠刺激視網(wǎng)膜的特定部分以確定視網(wǎng)膜功能是否正常，”高級(jí)調(diào)查員、華盛頓大學(xué)眼科學(xué)和視覺(jué)科學(xué)的副教授弗拉基米爾·克伐洛夫（Vladimir J. Kefalov）博士這樣說(shuō)道。“我們希望這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)最終將產(chǎn)生某些實(shí)際的應(yīng)用。”這項(xiàng)研究被發(fā)表在12月1日的期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）上，其它合作作者包括來(lái)自美國(guó)克利夫蘭、波蘭、瑞士和挪威的科學(xué)家們。

這項(xiàng)研究始于研究小組里的某些科學(xué)家報(bào)告稱(chēng)在利用紅外激光工作時(shí)偶爾會(huì)看到綠色閃光。與演講廳和玩具里使用的激光指示器有所不同，科學(xué)家們使用的強(qiáng)大紅外激光會(huì)釋放出人眼不可見(jiàn)的光波。

“他們能夠偶爾看見(jiàn)超出正常可見(jiàn)范圍的激光，我們想要查明他們是如何感知本來(lái)不可見(jiàn)的光，”研究首席作者之一、華盛頓大學(xué)眼科學(xué)和視覺(jué)科學(xué)學(xué)院的博士后研究員弗蘭斯·溫貝格（Frans Vinberg）博士這樣說(shuō)道。

溫貝格、克伐洛夫和同事查閱了科研文獻(xiàn)并重新審閱了有關(guān)看到紅外光的報(bào)告。他們重復(fù)進(jìn)行了據(jù)稱(chēng)看到紅外光的實(shí)驗(yàn)，并分析了不同激光釋放出的光以調(diào)查紅外光有時(shí)為什么以及如何變得可見(jiàn)。

“我們對(duì)發(fā)送相同數(shù)量光子但時(shí)長(zhǎng)不同的激光脈沖進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)脈沖越短，它被人看見(jiàn)的可能性越大，” 溫貝格解釋道。“盡管脈沖之間的間隔非常短，肉眼無(wú)法察覺(jué)，但這些脈沖的存在對(duì)于人眼看見(jiàn)這些不可見(jiàn)光而言非常重要。”

一般來(lái)說(shuō)，光子被視網(wǎng)膜吸收后，后者會(huì)創(chuàng)造一個(gè)名為感光色素的分子，并開(kāi)始將光轉(zhuǎn)化為視覺(jué)的過(guò)程。在標(biāo)準(zhǔn)視覺(jué)里，大量感光色素里的每一個(gè)色素會(huì)吸收一個(gè)光子。而脈沖頻率較高的激光的短脈沖里堆積的大量光子使得單一色素一次吸收兩個(gè)光子變?yōu)榭赡埽鴥蓚€(gè)光子結(jié)合的能量足以激活色素從而使得研究人員能夠看到正常情況下不可見(jiàn)的光。

“可見(jiàn)光譜包括波長(zhǎng)介于400至720納米之間的光波，” 克伐洛夫解釋道。“但如果一對(duì)1000納米長(zhǎng)的光子快速連續(xù)擊中視網(wǎng)膜里的一個(gè)色素分子，那么這些光子傳遞的能量與一個(gè)500納米波長(zhǎng)光子一次撞擊所產(chǎn)生的能量相同，而這恰好位于可見(jiàn)光譜范圍以內(nèi)，這就是為什么人們可以看見(jiàn)不可見(jiàn)光。”

盡管研究人員是第一批報(bào)告稱(chēng)眼睛能夠通過(guò)這一機(jī)制感知不可見(jiàn)光的人，但利用不那么強(qiáng)大的激光實(shí)現(xiàn)事物可見(jiàn)并非前所未有。例如兩光子顯微鏡利用激光檢測(cè)組織深處的熒光分子。研究人員表示他們已經(jīng)在研究如何將兩分子方法應(yīng)用于新型檢眼鏡，這種新式檢眼鏡將幫助醫(yī)師檢查病人眼睛內(nèi)部情況。

通過(guò)朝病人眼睛照射紅外脈沖激光，醫(yī)師可以刺激視網(wǎng)膜部分以了解健康眼睛和患有視網(wǎng)膜疾病，例如黃斑變性的病患眼睛的結(jié)構(gòu)和功能。這項(xiàng)研究的成功部分得益于克伐洛夫開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)工具，后者使得科學(xué)家們可以獲得視網(wǎng)膜細(xì)胞和色素分子的光反應(yīng)，這一設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化且已經(jīng)在全世界好幾家視覺(jué)研究中心投入使用。

這項(xiàng)研究得到了美國(guó)國(guó)家眼科研究所（NEI）、美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）國(guó)家老齡化研究所（NIA）、防盲研究、挪威研究基金會(huì)、歐盟和波蘭科學(xué)基金會(huì)的資金支持。