Nahinfrarot-Farbsehen im Raum-Zeit-Verhältnis beim Menschen durch Upconversion-Kontaktlinsen
Humans cannot perceive infrared light due to the physical thermodynamic properties of photon-detecting opsins. However, the capability to detect invisible multispectral infrared light with the naked eye is highly desirable. Here, we report wearable near-infrared (NIR) upconversion contact lenses (UCLs) with suitable optical properties, hydrophilicity, flexibility, and biocompatibility. Mice with UCLs could recognize NIR temporal and spatial information and make behavioral decisions. Furthermore, human participants wearing UCLs could discriminate NIR information, including temporal coding and spatial images. Notably, we have developed trichromatic UCLs (tUCLs), allowing humans to distinguish multiple spectra of NIR light, which can function as three primary colors, thereby achieving human NIR spatiotemporal color vision. Our research opens up the potential of wearable polymeric materials for non-invasive NIR vision, assisting humans in perceiving and transmitting temporal, spatial, and color dimensions of NIR light.
Aufgrund der physikalischen thermodynamischen Eigenschaften der photonendetektierenden Opsine kann der Mensch kein Infrarotlicht wahrnehmen. Die Fähigkeit, unsichtbares multispektrales Infrarotlicht mit bloßem Auge zu erkennen, ist jedoch höchst wünschenswert. Hier berichten wir über tragbare Nahinfrarot (NIR)-Umwandlungskontaktlinsen (UCL) mit geeigneten optischen Eigenschaften, Hydrophilie, Flexibilität und Biokompatibilität. Mäuse mit UCLs konnten zeitliche und räumliche NIR-Informationen erkennen und Verhaltensentscheidungen treffen. Darüber hinaus konnten menschliche Teilnehmer, die UCLs trugen, NIR-Informationen, einschließlich zeitlicher Kodierung und räumlicher Bilder, unterscheiden. Insbesondere haben wir trichromatische UCLs (tUCLs) entwickelt, die es dem Menschen ermöglichen, mehrere Spektren des NIR-Lichts zu unterscheiden, die als drei Primärfarben fungieren können, wodurch das menschliche NIR-Farbsehen in Raum und Zeit erreicht wird. Unsere Forschung eröffnet das Potenzial tragbarer polymerer Materialien für das nicht-invasive NIR-Sehen, das den Menschen bei der Wahrnehmung und Übertragung der zeitlichen, räumlichen und farblichen Dimensionen von NIR-Licht unterstützt.