Đột phá: Con người sắp sở hữu đôi mắt mạnh nhất lịch sử, nhìn xuyên bóng đêm, xa hàng trăm km

Các nhà nghiên cứu đến từ Mỹ và Hồng Kông vừa công bố phát minh liên quan đến một trong những bộ phận quan trọng nhất mà cơ thể con người có - đôi mắt. Chính xác hơn là một nhãn cầu Bionic mạnh nhất trong lịch sử từ ​​trước đến nay.

Bionic eyeball (Nhãn cầu sinh kỹ thuật, mắt sinh học) này có thể tương thích với con người. Nhờ có hệ thống dây nano thụ cảm mạnh gấp 50 lần so với các tế bào thần kinh trong võng mạc của con người, nhờ đó, các nhà nghiên cứu hứa hẹn phát minh này không những giúp con người phục hồi thị lực (giúp người mù nhìn thấy ánh sáng) mà còn khiến con người nhìn xa hơn, chi tiết hơn, thậm chí có khả năng nhìn thấy cả trong bóng tối.

Trong một bài báo mới đăng trên tạp chí Nature, các nhà khoa học giải thích những thách thức lớn nhất mà họ phải đối mặt trong việc đưa siêu phẩm nhân tạo này tương thích với con người: Đó là vấn đề giao thoa mắt nhân tạo với não, từ đó giúp cho việc truyền thông tin giữa chúng trở nên chuẩn xác hơn.

Các đặc điểm như tầm nhìn cực rộng, độ phân giải và độ nhạy cao với quang sai thấp là bắt buộc đối với bất kỳ mắt giả nào nhưng hình dạng hình cầu và võng mạc của mắt sinh học là một thách thức chế tạo lớn đối với các thiết bị y sinh - Các nhà nghiên cứu giải thích thêm.

Cấu tạo của Nhãn cầu sinh kỹ thuật. Nguồn: Tạp chí Nature

Giải pháp của họ xuất hiện dưới dạng một bán cầu dày đặc của các dây nano. Các dây nano nhận được ánh sáng, đo những thứ như mật độ phổ và gửi thông tin qua một số dây khác bắt chước vùng thị giác ở đại não.

Nhưng bước đột phá thực sự là cách thức võng mạc nhân tạo được lắp ráp: 460 triệu dây nano được đặt trong nhãn cầu. Các dây nano được làm từ vật liệu perovskite có cấu trúc tinh thể, một khoáng chất tinh thể có giá trị trong pin Mặt Trời vì khả năng cảm quang của nó.

Nhà vũ trụ học người Mỹ Neil de Grasse Tyson từng giải thích sự tiến hóa của mắt người là kết quả trực tiếp của nguồn gốc của chúng ta trên biển.

Bạn muốn biết thế giới trông như thế nào với một loại vi khuẩn nhạy cảm với ánh sáng? Giống như cách chúng ta đeo kính râm để chống lại ánh nắng Mặt Trời, vi khuẩn nguyên thủy chìm xuống biển để tránh bị bức xạ tia UV hủy diệt. Và theo thời gian, nhãn cầu hình cầu với một "máy ảnh pinhole"cho phép lượng ánh sáng nhỏ đi qua. Nhưng 375 triệu năm sau, chúng ta vẫn không thể nhìn thấy mọi thứ ngay trước mặt ở khoảng cách xa hoặc nhận ra các chi tiết trong bóng tối theo cái cách mà loài cá có thể làm được.

Giờ đây, một con mắt giả chứa 460 triệu dây nano với độ cảm thụ mạnh gấp 50 lần mắt người cho phép chúng ta có thể nhìn xa trông rộng hơn đến hàng trăm km và nhìn thấu bóng đêm.

Khi đứng trên mặt đất, điều gì sẽ ảnh hưởng đến việc con người có thể nhìn thấy bao xa? Đó là những thứ như: Thị lực của bạn (bao gồm cả sức khỏe và chức năng của mắt); Kích thước của đối tượng bạn nhìn; Độ cong của Trái Đất (Trái Đất cong khoảng 20 cm sau mỗi 1,6 km); Vật cản trong tầm nhìn của bạn.

Khoảng một phần tư bộ não con người tham gia vào quá trình xử lý hình ảnh - nhiều hơn bất cứ giác quan nào khác của con người. Nhưng mắt người vẫn có những hạn chế, chúng bao gồm những gì?

- Trường nhìn

Trường nhìn là phạm vi nhìn thấy của mắt. Một cặp mắt người khỏe mạnh có tổng góc nhìn khoảng 200 độ theo chiều ngang - khoảng 120 độ được chia sẻ bởi cả hai mắt, tạo ra cái gọi là thị giác hai mắt - và 135 độ theo chiều dọc, (mặc dù những giá trị này có xu hướng giảm theo tuổi).

Việc săn và bị săn đã giúp đôi mắt và nhiều bộ phận của các loài động vật trở nên "nhỉnh" hơn loài người rất nhiều. Ảnh minh họa: Internet

Trong thế giới động vật, một số loài chim có trường nhìn 360 độ hoàn chỉnh hoặc gần như hoàn chỉnh. Loài tắc kè hoa không chỉ có trường nhìn 360 độ (giống loài chuồn chuồn), mà nó còn nhìn thấy con mồi ở khoảng cách rất xa và thấy cả ánh sáng cực tím.

Loài dê sở hữu tầm nhìn bao quát 320-340 độ. Mắt đại bàng tuy có đặc điểm gần giống mắt người nhưng chúng sở hữu độ sắc nét gấp 4 đến 8 lần so với con người. Trong khi đó loài mèo, hổ, cá mập... có khả năng nhìn trong bóng đêm cực đỉnh.

- Phổ có thể nhìn thấy được / Ánh sáng khả kiến

Đây là một phần của quang phổ điện từ có thể nhìn thấy bằng mắt thường; đồng thời cũng là đặc điểm hạn chế lớn nhất của mắt người. Mắt người điển hình chỉ có khả năng nhận biết ánh sáng có bước sóng từ 390 đến 750 nanomet. Và tất nhiên, phổ này không chứa tất cả các màu sắc mà mắt và não bộ con người có thể nhận dạng được.

Nhiều loài động vật có thể nhìn thấy ánh sáng từ các tần số bên ngoài "phổ nhìn thấy được" của con người. Ví dụ, loài ong, bướm, bọ cạp, một số loài chim, nhím, chó, mèo, cá hồi đỏ, tuần lộc... có thể nhìn thấy ánh sáng cực tím.

Mắt của loài tôm tít (bề bề) được giới khoa học đánh giá là "cực phẩm" khi chúng có thể nhìn thấy tia cực tím, hồng ngoại và ánh sáng phân cực cũng như "tầm nhìn ba chiều", do đó, trong thế giới tự nhiên, tôm tít có thị lực phức tạp nhất trong bất kỳ động vật nào được biết đến.

Đôi mắt của các loài động vật sở dĩ "siêu việt" như vậy là vì chúng sống trong môi trường sinh tồn khắc nghiệt. Việc săn và bị săn đã giúp đôi mắt và nhiều bộ phận của chúng trở nên "nhỉnh" hơn loài người rất nhiều. Dù sao đi nữa, mắt người vẫn là một phần tuyệt vời của tạo hóa...

Bài viết sử dụng nguồn: Popularmechanics, Gizmodo, Healthline

* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.