Un grupo de científicos de China y Estados Unidos ha desarrollado unas lentes de contacto revolucionarias que permiten a los humanos “ver” la luz infrarroja, incluyendo la capacidad de distinguir colores en este espectro. Este avance promete abrir nuevas fronteras en la percepción humana y en aplicaciones cotidianas.
El ojo humano está diseñado para captar la luz visible, pero no puede detectar la luz infrarroja cercana (NIR), que es invisible para nosotros. Esto se debe a la forma en que las células sensibles a la luz en la retina, llamadas opsinas, procesan los fotones. Sin embargo, la luz infrarroja contiene mucha información útil, desde señales térmicas hasta detalles que la visión normal no puede captar.
Hasta ahora, la única forma de “ver” NIR en animales se había logrado con métodos invasivos, como inyecciones de nanopartículas en la retina de ratones. Evidentemente, esto no es una opción para humanos. Por eso, el equipo formado por investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC), la Universidad de Fudan y la Escuela de Medicina de la Universidad de Massachusetts desarrolló unas lentes de contacto que incorporan nanopartículas especiales capaces de convertir la luz infrarroja en luz visible.
¿Cómo funcionan estas lentes y qué las hace tan especiales?
Estas lentes de contacto, llamadas lentes de conversión ascendente (UCLs), están hechas con materiales poliméricos blandos, flexibles y biocompatibles, lo que las hace cómodas y seguras para su uso humano. En su interior, contienen nanopartículas de conversión ascendente (UCNPs) que transforman la luz infrarroja cercana en luz visible, permitiendo que el ojo humano la perciba.
Uno de los grandes retos fue lograr que estas nanopartículas se distribuyeran uniformemente dentro de las lentes sin perder transparencia. El equipo científico modificó las nanopartículas y eligió materiales con un índice de refracción compatible, logrando que las lentes mantuvieran más del 90% de transparencia incluso con una alta concentración de nanopartículas, algo que no se había conseguido antes.
¿Qué pueden “ver” los usuarios de estas lentes?
Los experimentos con ratones y humanos mostraron resultados sorprendentes. Los ratones pudieron reconocer patrones y tomar decisiones basadas en la luz infrarroja, mientras que los humanos lograron discriminar información espacial y temporal en NIR. Además, se descubrió que la sensibilidad a la luz infrarroja mejoraba cuando los ojos estaban cerrados bajo luz ambiental, lo que reduce la interferencia de la luz visible.
Pero el avance más impresionante llegó con las lentes tricromáticas (tUCLs), que permiten distinguir diferentes colores en el espectro infrarrojo. Estas lentes contienen nanopartículas que detectan tres longitudes de onda distintas de luz NIR y las convierten en luz visible verde, azul y roja. Gracias a esto, los usuarios pueden percibir colores en la luz infrarroja, algo nunca antes logrado en humanos.
¿Para qué serviría esta “supervisión” infrarroja?
La capacidad de ver en infrarrojo con colores abre un abanico enorme de posibilidades. Desde mejorar la seguridad nocturna y la navegación en la oscuridad, hasta aplicaciones médicas, industriales y de comunicación. Por ejemplo, con estas lentes, una persona podría distinguir señales codificadas en luz infrarroja o interpretar imágenes que normalmente solo las cámaras especiales pueden captar.
El equipo incluso desarrolló un sistema de gafas portátil que integra una lente plana similar, mejorando la resolución y permitiendo reconocer imágenes detalladas en NIR, algo que las lentes por sí solas no pueden lograr debido a limitaciones ópticas.
¿Son seguras estas lentes para el ojo humano?
La biocompatibilidad fue una prioridad en el desarrollo. En pruebas con ratones, no se observaron daños ni señales de apoptosis (muerte celular) en la córnea tras varias horas de uso, ni tampoco efectos tóxicos en la retina a largo plazo. Esto sugiere que las lentes son seguras para uso humano, aunque se requieren estudios más amplios para confirmar su seguridad en diferentes condiciones y poblaciones.
¿Qué desafíos quedan por delante?
Aunque la tecnología es prometedora, aún hay retos por superar. La detección de luz infrarroja ambiental en condiciones naturales sin iluminación NIR sigue siendo difícil. Además, la percepción de imágenes finas con solo las lentes tiene limitaciones ópticas, por lo que el sistema de gafas portátil es un complemento necesario para aplicaciones más precisas.
También es importante ampliar los estudios con más participantes y diversidad demográfica para validar estos resultados y explorar el potencial completo de esta “visión extendida”.
Un vistazo al futuro: ¿cómo cambiará nuestra forma de ver el mundo?
Según los autores del estudio, “nuestro trabajo demuestra que la súper visión humana puede lograrse con nanobiomateriales portátiles, abriendo la puerta a numerosas aplicaciones de visión de color spatiotemporal en NIR”. Este avance podría transformar la forma en que interactuamos con nuestro entorno, permitiéndonos acceder a un mundo invisible lleno de información y detalles.
El estudio, titulado Near-infrared spatiotemporal color vision in humans enabled by upconversion contact lenses, fue publicado en la revista Cell y financiado por instituciones de China y Estados Unidos.
