文｜脑极体
提到双眼改造，大家脑海里会浮现出怎样的形象？是炼丹炉里真火焚烧的孙悟空？还是天赋异禀的葫芦娃？其中最接近人间真实的，恐怕要数漫威中的“鹰眼”了。
鹰眼的眼睛能适应各种环境，不论是阳光、黑暗还是迷雾，都能看得清清楚楚。谁能想到了，视力如此优秀的鹰眼，在《暮狼寻乡》中却是一个双目近乎失明的青光眼。而让他的眼睛变得如此逆天的，是接受了一场政府的实验性视力手术。
而原本只存在在英雄漫画中的“超能力”，最近就被科学家赋予了小老鼠
3月1日，国际学术期刊 Cell 杂志发表了一篇论文，来自中国科技大学和美国马萨诸塞大学医学院的研究人员，通过向小鼠眼内注射 pbUCNPs 纳米颗粒来增强小鼠的视力，使其能够在保持正常视力的同时，看到近红外光（NIR），这远远超出了人眼可见光的范畴。
那么，这项生物改造技术会给人类带来怎样的影响，又将如何进入现实呢？
人体视觉增强：重要但略显遥远的技术
在解析老鼠的“超能力”之前，不妨先来了解一下，人类在感知近红外光上，有哪些限制和难点。
一般来说，正常视力的人眼，可以感知的电磁波波长大约在 400～760nm 之间，也被成为可见光区域。
但世界上还存在着很多对人类来说难以窥视、却又非常重要的电磁波，近红外光就是其中一种。
一切能够释放热量的物体，都会发出红外线，因此，对近红外光探测和感应可以获得大量信息，对于夜视、安防、作战等影像处理有着绝佳的意义。有红色色盲的人，在近红外线的帮助下也能准确地识别出物体。
然而在目前的人体视觉增强技术中，可以接收视觉影像的眼内植入技术，主要作用是帮助人类恢复并提升视力。
像是2015年，加拿大研究出一种新的仿生镜片，眼内植入这种镜片后，视力有问题的人能将视力恢复到最佳水平。显然，该技术只是帮助人类恢复能力，对于感知近红外光这种“超能力”还无能为力。
那么依赖外部可穿戴设备，比如夜视眼镜，能解决问题吗？
2014年，美国密歇根大学的科学家将可感应光子的石墨烯薄层嵌入到镜片之中，发明了一种夜视隐形眼镜，能够吸收紫外线至远红外线的光谱，让军人拥有“红外夜视”的能力。
但值得注意的是，这些解决方案都有一定人体排异风险，可能带有难以明确的副作用，用健康的受试者来进行试验，显然违背了科学伦理。
另外，即使真的投入使用，也要面对很多物理和生理限制，比如维护、更新成本，稳定性问题，如果在任务过程中被破坏或脱落，如何启动预案等等。
因此，尽管现有的视觉增强技术可以帮助大众和特种人群了解和感知原来无法直接观察的环境，但问题和麻烦也都很多。那么，有没有一种视觉增强方法，可以低风险地直接作用于眼部呢？
现在有了。
“鹰眼”实验：一场基于老鼠的超能力改造
最近，来自中国科技大学的薛天和麻省医学院（Massachusetts Medical School）韩刚领导的的科研小组，开发出了能够配合眼睛结构的纳米技术。
他们改造的 pbUCNPs 纳米颗粒，可以紧紧地固定在视网膜的感光细胞上，充当微型 NIR 光传感器。当近红外光照射到视网膜上时，纳米粒子能够捕获波长980nm的红外光，并将其转换为波长 535nm的可见光，附近的视杆细胞和视锥细胞会将短波可见光转换为大脑所能够理解的信息。
通过下图，我们可以看到实验的几个重点步骤：
1.改造纳米微粒。将增频转换纳米微粒（upconversion nanoparticles，简称UCNPs）与伴刀球状蛋白A（ConA）相结合，得到了光感受器附着的pbUCNPs 颗粒。
2.测试pbUCNPs的转换性能。科学家将这种微粒注射到人眼中并附着在感光细胞上，实验证明视网膜的感光细胞能将红外光转换为绿色可见光，效果十分显著。
3.进行小鼠实验。和人类一样，老鼠在自然状态下也无法看见红外线。科学家将pbUCNPs 纳米颗粒溶解在 PBS（磷酸盐缓冲生理盐水）中，然后注射到小鼠的视网膜下方，并对它们进行了一系列测试。
结果显示，被注射了纳米微粒的小白鼠，瞳孔在红外光照射下会出现收缩的情况，而且，它们还会避开被红外光照亮的盒子，寻找另一个黑暗的盒子来居住，说明其顺利接收到了光信号。相对应的，注射了缓冲剂的对照组小鼠则对此毫无反应。
实验还进一步发现，被“改造”的小白鼠不仅能够探测到近红外光的存在，大脑还能够理解这些信息。
科学家们为老鼠设计了一系列迷宫任务，老鼠们在正常光照条件下，不仅能够看到红外线，还能够利用NIR分辨形状来走出迷宫。
更重要的是，尽管注射pbUCNPs 纳米颗粒会带来一些副作用，比如极少数情况下会使角膜变得浑浊，但概率并不明显，并不会给视网膜结构造成损伤，不良反应往往会在注射后的1-2周消失。而每次注射一次，红外视觉的效果能保持十周之久，最后会直接从眼睛里被冲走。
如此看来，距离实现“鹰眼”的特异功能也并不遥远了吧？
引人遐想的人体视觉2.0改造计划？
至此，我们可以简单总结一下这种新型的生物集成纳米技术增强方式的核心优势：
可见光-近红外光兼容，不影响自然视觉的功能，同时又具有足够的特异性；副作用微小、可控、可逆，不会对生理器质产生危害，应用收益足以抵消潜在风险；大规模应用成本足够低廉。这种分子纳米微粒可以很容易地进行大量生产，比起需要复杂工程支持的可穿戴设备和芯片植入等，应用门槛更低。
得益于优秀的实验表现，基于分子纳米技术的NIR视觉增强，极大可能在人类社会创造无与伦比的价值。
首先，因为实现成本和条件不再苛刻，使得普通人也有可能因这项技术而获益，比如用来治疗一些人类红色视力缺陷的相关疾病。
另外，在加密、安保和军事行动中，接受了注射的人员能够直接凭借肉眼就能够顺利获取信息，不需要探测器和摄像机，自然也就无需考虑外部电源、意外损坏等问题，在执行任务时更有优势。
相比识别近红外光的“超视力”，这项技术真正激动人心的地方，在于找到了一条突破生物感官限制的新途径。
（编辑：温州站长网）
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