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夜視能力提升，意味着對光更加敏感，但這也未必是個好事……
撰文 | 栗子
審校 | 二七
自然界裡，許多動物的夜視能力都比人類強。
比如一些魚類，能看到我們肉眼不可見的紅外線；再比如貓，雖說看不到紅外線，但眼睛裡有大量适應昏暗環境的感光細胞，它看東西需要的光線，大緻相當于人類所需的1/6。
相比之下，人類在黑暗中的視力通常很有限。假如一個人的夜視能力突然增強，看到了從前在暗處看不到的景象，可能會感到驚慌。一些癌症患者在經曆某種療法之後，便有了類似的體驗。
他們不知道，自己為什麼會擁有超乎尋常的夜視功能。但科學家們随後發現了原因。
人類的夜視能力為什麼差？
你可能聽說過，人類視網膜裡的感光細胞，分成視錐細胞和視杆細胞。
視錐細胞又分三種，各自擁有不同的視覺色素，我們能看到紛繁的色彩，就是靠着這三種視錐細胞的通力合作。相比之下，視杆細胞隻有一種接受光線的視覺色素，它無法幫我們感受彩色的世界，但卻對光更加敏感，讓人類在光線微弱的時候也能看到一些東西。
上為視杆細胞，下為視錐細胞（圖檔來源：Bioninja）
我們的夜間視覺，便是由視杆細胞主導。在視杆細胞裡，對光敏感的那種色素叫視紫紅質（rhodopsin）；視紫紅質裡發揮主要作用的基團叫視黃醛（retinal）。當可見光照到視杆細胞上，視黃醛的結構會發生改變，随之而來的一系列生化反應，能幫細胞把接收到的光轉化成電信号。等這種信号傳到大腦，并被大腦“了解”後，我們也就看到東西了。
順便一說，視黃醛又叫維生素A醛。人們在缺少維A時出現的夜盲症狀，也與視黃醛有關。
當然在正常情況下，即便是不夜盲的普通人，“夜視能力”也十分有限。畢竟，視黃醛對光再敏感，也僅限于可見光的範疇，它對紅外線并不敏感。夜晚可見光微弱，人們能看到的東西就少了。
夜視拍攝（圖檔來源：Dr Aaron Greenville via ABC News）
那麼，如果視黃醛對紅外線也有反應，人類不就能在黑暗中看得更清楚了？
如何“修改”我們眼裡的視黃醛呢？這讓科學家想起，有一種名叫光動力療法（PDT）的癌症治療手段，或許就能實作這樣的功能。一些癌症患者在接受這種療法之後，彙報過奇怪的副作用——自己的夜視能力增強了。患者突然能在黑暗中看到一些詭異的輪廓，這讓他們感到不安。
癌症療法為何能增強夜視能力？
研究團隊之是以聯想到PDT療法，是因為實施這種療法時，醫生常常為患者注射或塗抹一種叫做二氫卟吩e6（Chlorin e6，Ce6）的光敏劑。然後，把一束紅外雷射聚焦在惡性良性腫瘤上，光敏劑Ce6就會被激活，将組織裡的氧變成能夠摧毀癌細胞的活性氧。
科學家推測，Ce6被紅外線照射後産生的活性氧，不僅能殺死癌細胞，也可能和視杆細胞裡的視黃醛發生反應，改變視黃醛的結構，并觸發随後的一系列反應：像可見光照射時那樣，将光線化為電信号交給大腦。這樣一來，人類便可能借紅外線填補可見光的不足，在暗夜裡看到更清晰的畫面。
為了證明這個想法，團隊為Ce6進入眼組織後發生的反應，做了分子模拟（molecular simulation）：在模型中，他們模拟了每個原子的運動情況，也模拟了化學鍵的形成和斷裂。
分子模拟。A為嵌入細胞膜的視紫紅質，以及Ce6分子；B-D為視紫紅質與Ce6的三個持久結合位點（圖檔來源：原論文）
當團隊把一個虛拟的色素分子視紫紅質（其中含有視黃醛）插入細胞膜，系統便可以預測色素分子、Ce6分子和水分子之間，将發生怎樣的互相作用。
模型跑了幾個月，進行了幾百萬次計算，科學家最終得出結論：光敏劑Ce6在紅外照射下，制造出的活性氧，的确能讓視黃醛發生異構，就像受到可見光照射時一樣。如果是在現實中，這樣的生化反應大概會在納秒級的時間裡完成。
視黃醛的異構化，從11-順式（右上）變為全反式（右下），在可見光照射時會發生；分子模拟認為，Ce6被紅外線照射時，視黃醛也會發生同樣反應（圖檔來源：原論文）
由此研究團隊相信，他們已經找到了人類接受PDT療法後夜視能力意外增強的原理。
真的可以用嗎？
對PDT療法用到的藥物Ce6來說，增強癌症患者的夜視能力，可能并非歪打正着。畢竟，Ce6是一種葉綠素衍生物。葉綠素大家不會陌生，它之是以能讓植物顯現出綠色，就是因為把紅光和藍紫光的波段吸收了，而吸收的綠光很少。
在動物界，也有一些家住深海的生物如黑柔骨魚（Malacosteus niger），利用葉綠素衍生物幫視杆細胞吸收遠紅光或紅外光，以便在漆黑的世界裡，看到一些其他動物看不到的東西。
除此之外，太平洋桶眼魚（Macropinna microstoma）同樣是依靠一些綠色色素，在極低的光照下看世界。由于這種魚的腦袋透明，我們輕易就能觀察到它眼中大片的綠色。
太平洋桶眼魚，綠色部分是眼裡的色素
（圖檔來源：Wikimedia Commons）
那麼，普通的人類可以放心使用Ce6來解鎖更強的夜視功能麼？
近年有研究表明，Ce6能有效治療夜盲，且可以改善眼疾患者在低光照下的視力。雖然，那時的科學家并沒完全搞清Ce6提升夜視能力的機制，但這不妨礙他們了解Ce6的效果。
2015年，還有一群生物黑客（Bio-Hackers）開發出了“夜視眼藥水”，主要成分也是Ce6。當團隊的一位成員被滴下這種眼藥，他的整個眼球都染成了黑色，不過随着藥物被吸收，眼球又在幾秒内恢複了原來的顔色。
滴過眼藥後變黑的眼球（圖檔來源：Gabriel Licina）
滴藥後的一小時内，這位研究者便能在黑暗中看清10米外一隻手的形狀，而沒滴藥的對照者們做不到。另外，當滴了藥的研究者和四位沒滴藥的同伴分散走在樹林裡，相距50米時，他能100%準确地認出其他人，而那四位對照者，識别他人的準确率隻有大約1/3。
第二天，他的視力恢複了原樣，20天後也沒有發現明顯的副作用。
即便如此，這項實驗依然有一定的危險性。如果說Ce6能讓眼睛對光線更加敏感，更多的光線進入眼球也可能造成細胞損傷。是以，在研究者被滴藥之後，夥伴們立刻用黑色隐形眼鏡遮住了他的眼睛，直到測試開始才拿掉。
是以，千萬不要自己嘗試。
如果有了超級夜視能力，你想看什麼？
原論文：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jpclett.9b02911
參考文獻
[1]https://news.cnrs.fr/articles/seeing-in-the-dark
[2]https://www.nature.com/articles/s41598-017-03247-1
[3]https://scienceforthemasses.org/2015/03/25/a-review-on-night-[4]enhancement-eyedrops-using-chlorin-e6/
[5]https://www.businessinsider.com/biohackers-created-eye-drops-that-enhance-night-vision-2015-3
[6]https://www.sciencealert.com/scientists-have-figured-out-how-to-inject-human-eyes-with-night-vision
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