Расширение диапазона человеческого зрения до ближнего ИК: биоэксперимент

    Авторы эксперимента по расширению диапазона человеческого зрения сообщили о первых успешных результатах! Через две недели на специальной диете пациент начал видеть вспышки в диапазоне 950 нм (ближнее инфракрасное излучение), который обычно неразличим для человеческого глаза.



    Группа учёных объявила об эксперименте в октябре 2013 года. Им удалось собрать через краудфандинговую кампанию $4000, необходимые на покупку оборудования. Главная статья расходов — прибор для электроретинографии, который регистрирует биопотенциалы, возникающие на сетчатке человеческого глаза при световом раздражении. На иллюстрации вверху демонстрируются показания этого прибора для вспышек света на разной частоте излучения.

    Чтобы «научить» человеческий глаз видеть в ближнем ИК, нужно в течение длительного времени принимать дозы витамина А2. Именно он отвечает за способность сетчатки различать объекты в темноте (ближний ИК). При этом следует ограничить приём витамина А1, который отвечает за общую функциональность фоторецепторов на сетчатке.

    Дело в том, что протеины, отвечающие за транспортировку витаминов через клеточную мембрану, гораздо лучше приспособлены к передаче А1, чем А2. Специфическая диета позволяет организму перестроиться и «загружать» в сетчатку больше витамина А2, что способствует улучшению чувствительности в ближнем ИК (то есть человек начинает видеть в темноте).

    Эксперимент подтвердил теорию исследователей. До начала эксперимента пациент видел только вспышки в диапазоне 850 нм, а сейчас различает вспышки и 950 нм.
    Support the author
    Share post

    Comments 65

      +21
      Круто, скоро можно будет видеть сквозь одежду, вот повеселимся тогда. :)
        0
        «Красная пленка» не более чем детсадовский миф. Чтобы сквозь одежду (обычную, не полупрозрачную) можно было видеть, ни 850, ни 950, ни даже 1064 нм не достаточно. В чем несложно убедиться (правда, не на 1064 нм) с помощью камеры видеонаблюдения и мощного инфракрасного светодиода с соответствующей длиной волны.
          0
          Я этот «детсадовский миф» в руках держал, снимал и проявлял. Правда, был уже совсем не детсадовцем, так что упёр катушку в заводской лаборатории.

          Разумеется, одежда на снимках не пропадает. Просто сквозь неё начинают смутно просвечивать контуры тела, соски-волосы и прочие детали.

          Кроме того, снимать приходилось с чёрным фильтром и с довольно изрядной выдержкой.
            0
            Не, я проверял на D50 с вынутым ИК-блокирующим фильтром и черным ИК-фильтром на объективе и таким же фильтром на двухсотваттной галогенке (с недокалом, чтобы дорогостоящую стекляху зря не греть). Вот именнно, что едва-едва просвечивало. Примерно так, как просвечивает через белую одежду (она и выходила белой).
          0
          Мне кажется, без приборов это вряд ли возможно.
          Температура роговицы градусов 30. Температура одежды наверняка не выше, а то и ниже.
          Т.е. глаз будет здорово «фонить» за счет своей температуры.
            0
            При чём тут вообще температура?..
            Ближний ИК, который около 1000 нм — это температуры недалеко от плавления вольфрама!
            А дальний ИК, который около 10 мкм, соответствующий нашему тепловому излучению, через роговицу просто не проходит (вода его полностью поглощает).
            И да, если смотреть на человека в диапазоне около 10 мкм, то одежда там вовсе не просвечивает.
          +13
          Круто, но что будет с добровольцами из-за перекоса по витаминам? И что это за формы витамина А? Витамин А — каротин. При делении пополам получается две молекулы ретинола, насколько я помню. А уже ретинол идет на синтез «зрительного пурпура» — родопсина для палочек сетчатки. Белок опсин объединяется обратимо с его альдегилом, вроде — ретиналем.
            +2
            Тоже первым делом такой вопрос возник.
            Полез гуглить, нашел вот что:

            ретинол (витамин A1, аксерофтол, I), дегидроретинол (витамин А2)

            Потом начал искать, где же его добыть — и не нашел :(
              +2
              dehydroretinol (vitamin A2), a form of vitamin A found with retinol (vitamin A1) in freshwater fish; it has one more conjugated double bond than retinol and approximately one-third its biological activity.


              Находят там же, где ретинол (А1) — в печени пресноводных рыб, особенно отличились какие-то индийские рыбешки. Отличается от ретинола наличием одной дополнительной двойной связи в кольце р-ионона. Конкретно тот, что использовался в этом опыте — 3,4-dehydroretinol — я так понял, у него цифры обозначают ту пару, которая имеет двойную связь. Есть еще 5,6-dehydroretinol.
              +12
              Каротин — это не витамин А, это провитамин. Витамин А — ретинол. Витамин А1 — ретиналь, а вот витамин А2 — дигидроретинол.
                0
                Спасибо. Подзабыл биохимию.
                0
                Пишут найден в печени пресноводных рыб. Каких-то подробностей тоже не нашла.
                +3
                Я как-то проводил эксперимент: в абсолютно темном помещении светил себе в глаза ИК пультом. Да, на грани видимости различимы очень слабые импульсы «темно-ораньжевого» цвета. Без всяких диет:) Интересно, какая там длина волны?
                  –16
                  автор считает, что это не длина волны, а частота: «вспышки и на частоте 950 нм.»
                    +7
                    Как раз где-то 950 нм. Вот только я не уверен, что те слабые импульсы — инфракрасное излучение, скорее это побочный видимый свет, излучаемый диодом.
                      0
                      У светодиодов узкий спектр. Все может быть конечно, но не вижу причины, по которой некоторые фоторецепторы в глазу не могут «случайно» видеть ближний ИК — например по причине каких-то локальных биохимических отклонений. Другое дело, что вероятность этого тем меньше, чем дальше длина волны излучения от «официально видимого».
                        0
                        удалено
                          +1
                          Тоже к этому склоняюсь сильно отчётливо они видны на некоторых пультах, даже полной темноты не нужно.
                            0
                            Нет, там как раз ближе к 850 нм. На 950 нм уже падает чувствительность кремниевых фотодиодов, которые принимают сигнал пульта.
                            0
                            Скорее всего, как раз и есть 850 нм. Там видимость еще вполне достаточная.
                              0
                              На мой взгляд, они не «темно-ораньжевые», а красные, как чисто красный светодиод. Только тусклые очень. Выглядит даже не как свет, а просто как красная точка в центре диода. На пульте вообще только в полной темноте можно увидеть. А на диодах инфракрасной подсветки камер видеонаблюдения видно и при свете дня.
                              +23
                              image
                                0
                                Подскажите автора последней картины?
                                  +11
                                  Луис Уэйн. Все три изображения принадлежат ему. Сделаны по мере развития шизофрении. На вики и вообще в интернете есть более полные галлереи.
                                    +2
                                    Только я не стал бы обзывать это «мерой развития шизофрении» как минимум по причине того что за лычкой шизофрения скрывается весьма широкий спектр психических расстройств, и рисуют шизофреники очень по разному…
                                    Однако рисунки Уэйна, по своему характеру больше напоминают визуальные эффекты вполне конкретных психоделиков, нашедшие отражения не только в рисунках людей это дело употребляющих, но и целых аутентичных культурах народов с этими веществами друживших :-)
                                    0
                                      0
                                        +1
                                        Интересно, насколько на хабре часты синхронные комментарии? Дважды к одному посту у меня еще не было=)
                                      0
                                      del
                                    +4
                                    только в нанометрах обычно измеряют длину волны, а не частоту.
                                      +5
                                      Осадите-ка коней: длительная терапия витамином А приводит к циррозу печени и ретинодистрофии. Подтверждение легко находится в спецпериодике.
                                        0
                                        Ну и еще даже кратковременный гипервитаминоз приводит к печальным последствиям.
                                          0
                                          А так как витамин жирорастворимый, то он и выводится плохо.
                                            0
                                            Ну да, и в печени оседает — отсюда и проблемы.
                                              +1
                                              И в жировой ткани накапливается… Одни проблемы. Кстати, известная фишка: если съесть печень белого медведя — сдохнешь от гипервитаминоза А.
                                                0
                                                Вот потому и интересно, что там с добровольцами стало. Или они просто замещали А1 и дозировку не превышали? Тогда есть все шансы отхватить множество проблем (т.к. А2 сильно хуже доходит до мест назначения, чем А1 — соотв. нужно повышать дозу (либо оставлять в пределах — но тогда привет гиповитаминоз)?).
                                                  0
                                                  Если он хуже усваивается, может нужна и другая дозировка? (в биологии я профан, но, по-моему, логично)
                                                    0
                                                    Именно так. Фишка в том, что эта повышенная дозировка потом пойдет через печень, которой лучше от этого явно не будет.
                                                  +10
                                                  Что ж ты раньше-то не предупре
                                          0
                                          Если бы меня озадачили такой проблемой, я бы копал в направлении сенсибилизаторов. Ну и не на людях поначалу )
                                            +1
                                            А на другом конце диапазона есть возможность видеть УФ. Была даже статья на хабре
                                              +8
                                              УФ можно видеть. Просто в норме его фильтрует хрусталик, так как УФ повреждает сетчатку. Раньше, когда не было искусственных хрусталиков, и его просто убирали, то люди получали искажения в голубой части. Клоду Моне, когда он начал терять зрение, сделали операцию на левом глазу и удалили хрусталик. Зрение восстановилось, но внезапно он стал рисовать на своих полотнах цветы в совершенно необычных отттенках.

                                              Водяные лилии большинство людей видит белыми. Однако после удаления хрусталика в левом глазу, Клод Моне начал придавать им синеватый оттенок. Операция сделала его зрячим, однако рисовать он начал, как если бы видел все в ультрафиолетовом свете.
                                                0
                                                Интересно, а что видели эти люди, то есть, что было с фокусировкой?
                                                  0
                                                  Без очков с палец толщиной ничего толком не видели. Линза-то должна быть. Но лучше так, чем непрозрачный хрусталик.
                                                    +1
                                                    А, емнип, чуть позже уже ставили импланты, но тоже пропускающие ближний УФ.
                                                    Пару лет назад вроде по Дискавери смотрел передачу про одного чувака с таким.
                                                      0
                                                      Сейчас вроде ставят такие которые не пропускают УФ, вроде как он повреждает сетчатку выяснилось.
                                                        +1
                                                        Да, именно. Там сложная асферическая линза с фильтрами и кучей других свойств. Надо статью писать… Время бы только найти.
                                                      +1
                                                      Простите, но как же тогда Моне мог увидеть что-то в ультрафиолетовом спектре? Ведь в то время не было пропускающих ультрафиолет очков.
                                                        0
                                                        Хороший вопрос. Не знаю. Возможно снимал очки. Мне трудно проверить достоверность этих данных, но информации немало об этом. В принципе, нет проблем в том, чтобы видеть ультрафиолет. Будут возбуждаться синие колбочки.
                                                          0
                                                          Все просто — у него был удален хрусталик только в левом глазу. Соотв. мозг достраивал картинку на основе инфы от обоих глаз.
                                                            +1
                                                            Ты дикую амблиопию из-за разницы в диоптриях не забыл? Не представляю, как он это терпел.
                                                              0
                                                              Мозг — штука интересная и хитрая. Живут же как-то люди и с амблиопией.
                                                              Возможно, «ведущим» у него был правый глаз, а левый просто дополнял картинку цветными пятнами.
                                                                0
                                                                Может… В любом случае, принципиальных проблем с ближним УФ нет. Только для сетчатки вредно — очень уж энергия фотонов велика. Сейчас в хрусталиках ставят фильтры.
                                                          0
                                                          Стекло пропускает ближнее ультрафиолетовое излучение (порядка 360 нм).
                                                          Собственно говоря, хрусталик конкретно «зарезает» и видимый фиолетовый, и даже синий (450 нм) сильно им поглощается. Так что сильные искажения цветов будут и без учёта ультафиолета.
                                                  +30
                                                  А я ведь кустарно изучал этот вопрос. Спор о чувствительности глаза к ИК с некоторыми людьми у меня был давний, и немало времени потратил, пытаясь убеждать о возможности слабо, на самом скате АЧХ глаза, но различать высокоинтенсивное ближнее ИК. Вкратце опишу:

                                                  Инструментарий: ИК излучатели на 780нм (лазер 0,1Вт), 808нм (лазер 0,1Вт), 850нм (диод 1Вт), 940нм (диод 1Вт), 1064нм (лазер 0,05Вт).

                                                  Проверка излучателей на спектроскопе — ширина спектра измеренная у лазеров в пределах указанной длины волны +-5нм (упор в погрешность прибора). Ширина спектра излучения у светодиодов — в пределах +-30нм с редкими отдельными линиями на большей (а не меньшей, что важно) длине волны.

                                                  Литературные данные: точных данных по чувствительности именно глаза, как цельной оптической системы к ИК или УФ нет, хотя достаточно часто встречаются по спектру видимого света, иногда с небольшим захватом начала ИК/УФ. Однако мне достали методичку вузовскую (к сожалению, только 1 страницу) где были данные по поглощению в области ИК протопсином-1 (эритролабом) — белком, который обеспечивает чувствительность глаза к красному.

                                                  Своими глазами я отлично наблюдаю 780, 808, 850нм излучатели. 940нм — труднее, после небольшого привыкания к темноте. 1064нм не видим даже после 20 минутного привыкания. (Для вероятно попытающихся повторить: светодиод 1Вт нельзя подносить к глазу ближе полуметра или применять линзу для фокусировки в глаз; свечение лазерного диода наблюдать только по лучу вплотную на матовой подложке с тем же удалением точки отражения от глаз; впрочем, риск есть в любом случае и советую не повторять без должного опыта).

                                                  Итак, после я проводил эксперимент, пытаясь убедиться в соответствии данных из методички реальности. Вообще, свечение 940нм 1Вт диодов, а тем более 850нм 1Вт, и еще тем более 780нм лазеров я наблюдал значительно ранее, поначалу не ставя никаких целей. В чем и родился спор с людьми, заявляющими мне, что ИК ни в коем случае невозможно наблюдать. Сами они 940/850нм свечение в упор не наблюдали, а некоторые ежели и да, то списывалось это все на гармоники, или широкий спектр источника излучения и т.д. Впрочем, в чистоте спектра источников, даже после замеров, веры у оппонентов не возникало.

                                                  Эксперимент же был следующий — подтвердить тождественность наблюдаемой яркости ИК диода 1Вт 850нм и ослабленного примерно на 6 порядков зеленого диода 1Вт 540нм. При равной яркости можно говорить о истинности таблицы чувствительности глаза в пределах хотя бы порядка. Использовались 2 нейтральных светофильтра, каждый из которых ослаблял в 800 раз, итоговое ослабление 640000. Точное табличное ослабление естественной чувствительности белка: 0,895/0,0000014=639285 раз. Итог: по мнению 2 наблюдателей из 3, обе световые точки почти одинаково яркие на вид. Конечно, различить их можно только в условиях слабого освещения. 3й наблюдатель смог увидеть точку свечения ИК диода только после более долгого привыкания к темноте, и как более тусклую, чем точка ослабленного зеленого.

                                                  В общем, я рад, что увидел текущий пост и это еще раз подтвердило мои предположения.
                                                    +6
                                                    Очень круто. Может статью? Действительно интересно. Только с десятком предупреждений о потенциальном вреде.
                                                      +2
                                                      Для статьи всё же маловато материала, да и эксперимент, где 3 человека недостаточно достоверен. Но позже собираюсь собрать в статью.

                                                      Вообще меня многое интересует по спектральной чувствительности человека/приборов, в особенности наблюдения в иных частях спектра.
                                                      0
                                                      Хотя 850 нм, безусловно, глаз увидеть может, на счёт гармоник всё не так просто…
                                                      Как вы сами заметили, 540 нм, ослабленные на шесть (!) порядков равны по яркости 850 нм. Если 850 нм светодиод 0,001% своей мощности излучает на 650 нм, то этого уже будет достаточно для создания такой видимой яркости. Способен ли ваш спектроскоп разглядеть столь слабую линию одновременно с основным излучением? Почти наверняка — нет.
                                                      Значит измерения нужно было проводить используя светофильтр, пропускающий видимый свет, но отсекающий инфракрасное излучение.
                                                      –13
                                                      Специальная диета, угу, слышали. Бывают такие пилюльки, съел — еще и не такое увидишь.
                                                      • UFO just landed and posted this here
                                                          +1
                                                          Чистое красное.
                                                          • UFO just landed and posted this here
                                                              0
                                                              У человека нет специального рецептора для инфракрасного, срабатывают колбочки с протопсином-1 (который отвечает за красный) и, вероятно, немного срабатывают с протопсином-2 (зеленый). Но компьютерное пространство цветов RGB сложно точно соотнести с реальным, однако над вопросом стоит подумать. Во всяком случае, через RGB цвета нельзя выразить все цвета доступного человеку спектра, стоит хотя бы сравнить фиолетовый цвет в RGB, который пытаются симулировать даже самые качественные мониторы и настоящий фиолетовый (источник которого лазер или узкоспектральный светодиод).

                                                              Так что под чистым красным я имел ввиду: будет выглядеть так же, как и красное около 700нм, например. Просто при одинаковой интенсивности смотреться на порядки тусклее.
                                                          –1
                                                          Изверги естествоиспытатели. Спектр сигнала можно подвинуть в видимый диапазон и наслаждаться. Им бы все грибы да передоз витаминов…

                                                          Only users with full accounts can post comments. Log in, please.