Na naszej planecie żyje wiele gatunków zwierząt, których zdolności sensoryczne przewyższają ludzkie. Motyle na przykład dostrzegają szerszą gamę kolorów, w tym światło ultrafioletowe (UV).
Naukowcy zainspirowani układem wzrokowym motyla Papilio xuthus opracowali czujnik zdolny do „widzenia” zakresu UV niedostępnego dla ludzkich oczu. Ta nowa technologia jest w stanie rozróżnić komórki nowotworowe od zdrowych komórek z 99-proc. trafnością. Badania prowadzone pod kierunkiem profesora inżynierii elektrycznej i komputerowej Uniwersytetu Illinois w Urbanie i Champaign Viktora Grueva oraz profesora bioinżynierii Shuminga Nie zostały opublikowane w „Science Advances”.
„Inspirowaliśmy się systemem wzrokowym motyli, które potrafią dostrzec wiele obszarów widma UV, i zaprojektowaliśmy kamerę, która odtwarza tę funkcjonalność” – wyjaśnił Gruev.
Czytaj więcej
Naukowcy twierdzą, że nietoperze mogą pomóc w stworzeniu ulepszonych metod leczenia raka i śmiercionośnych wirusów. Ich układ odpornościowy jest wy...
Światło UV to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali krótszej niż światło widzialne, ale dłuższej niż promieniowanie rentgenowskie. Najbardziej znane jest promieniowanie UV pochodzące ze słońca i zagrożenia, jakie stwarza dla zdrowia. Światło UV dzieli się na: UVA, UVB i UVC – w zależności od zakresów długości fal. Ludzie nie widzą światła UV, ale motyle potrafią dostrzec nawet niewielkie zmiany w jego widmie.
Motyle widzą więcej kolorów
Ludzie mają wzrok trójchromatyczny z trzema fotoreceptorami, w których każdy postrzegany kolor może powstać z połączenia czerwieni, zieleni i błękitu. Natomiast motyle mają złożone oczy z sześcioma (lub więcej) klasami fotoreceptorów o różnych czułościach widmowych. Papilio xuthus, żółty azjatycki motyl, ma nie tylko receptory niebieskie, zielone i czerwone, ale także fiolet, ultrafiolet i receptory szerokopasmowe. Motyle mają też pigmenty fluorescencyjne, które pozwalają im przekształcać światło UV w światło widzialne, które można następnie łatwo wykryć za pomocą fotoreceptorów. Dzięki temu mogą dostrzec szerszą gamę kolorów i szczegółów w swoim otoczeniu.
Naukowcy stworzyli kamerę, która jest w stanie absorbować fotony UV i ponownie emitować światło w widmie widzialnym. Przetwarzanie tych sygnałów pozwala na mapowanie i identyfikację sygnatur UV. W tkankach nowotworowych obecne są różne markery biomedyczne w wyższych stężeniach niż w tkankach zdrowych. Po wzbudzeniu światłem UV markery te zapalają się i fluoryzują w promieniu UV i części widma widzialnego. Ponieważ komórki nowotworowe i zdrowe mają różne stężenia markerów, te dwie klasy komórek można rozróżnić na podstawie ich fluorescencji w widmie UV. Może to pomóc podczas operacji, ułatwiając wycięcie całej tkanki nowotworowej.
