まるでSF映画の世界が現実になったかのようです。特殊なコンタクトレンズを着けるだけで、これまで見えなかった「赤外線」の光を捉え、暗闇の中でも世界を知覚できるようになる――。そんな驚くべき技術が、科学者たちの手によって生み出されました。この技術は、従来の巨大な暗視ゴーグルのように電源を必要としません。透明なレンズなので、普段の景色と赤外線の世界を同時に見ることさえ可能です。この「スーパービジョン（超視覚）」が、私たちの未来をどのように変える可能性があるのか、その秘密に迫ります。
赤外線が見えるコンタクトレンズ、脳科学者と材料科学者が開発に成功
神経科学者と材料科学者が、赤外線を可視光に変換することで人間とマウスに赤外線視覚をもたらすコンタクトレンズを開発しました。2025年5月22日にCell Pressの学術誌『Cell』で発表されたこのコンタクトレンズは、赤外線暗視ゴーグルとは異なり、電源を必要としません。さらに、装用者は複数の赤外線波長を知覚することができます。レンズは透明なため、利用者は赤外光と可視光を同時に見ることが可能ですが、被験者が目を閉じると赤外線視覚はさらに強化されました。このオープンアクセス論文は、「Near-Infrared Spatiotemporal Color Vision in Humans Enabled by Upconversion Contact Lenses（アップコンバージョン・コンタクトレンズによって可能になるヒトの近赤外時空間色覚）」と題されています。
「私たちの研究は、非侵襲的なウェアラブルデバイスによって人々にスーパービジョンを与える可能性を開きます」と、中国科学技術大学の神経科学者であり、本研究の上級著者であるティエン・シュエ博士（Tian Xue, PhD）は述べています。「この材料には、すぐにでも多くの応用可能性があります。例えば、点滅する赤外光をセキュリティ、救助、暗号化、偽造防止などの分野で情報伝達に利用できるかもしれません。」
このコンタクトレンズ技術は、赤外光を吸収し、哺乳類の眼が認識できる波長（例：400～700nmの範囲の電磁放射）に変換するナノ粒子を利用しています。このナノ粒子は、人間がすでに見ることができる光の範囲のすぐ外側にある、800～1600nmの範囲の赤外光である「近赤外光」の検出を特に可能にします。研究チームは以前、このナノ粒子を網膜に注射することでマウスに赤外線視覚を与えられることを示していましたが、より侵襲性の低い選択肢を設計したいと考えていました。
コンタクトレンズを作成するため、チームはナノ粒子を、標準的なソフトコンタクトレンズに使用される柔軟で無毒なポリマーと組み合わせました。コンタクトレンズが無毒であることを示した後、彼らは人間とマウスの両方でその機能をテストしました。
その結果、コンタクトレンズを装着したマウスは、赤外線の波長を見ることができることを示唆する行動を示しました。例えば、暗い箱と赤外線で照らされた箱の選択肢を与えられた際、コンタクトレンズを装着したマウスは暗い箱を選びましたが、装着していないマウスはどちらにも好みを示しませんでした。また、マウスは赤外線視覚の生理学的信号も示しました。コンタクトレンズを装着したマウスの瞳孔は赤外光の存在下で収縮し、脳イメージングによって赤外光が視覚処理中枢を活性化させることが明らかになりました。
人間においては、この赤外線コンタクトレンズにより、被験者は点滅するモールス信号のような信号を正確に検出し、入射する赤外光の方向を知覚することができました。「結果は明白です。コンタクトレンズなしでは被験者は何も見えませんが、装着すると赤外光の点滅がはっきりと見えました」とシュエ博士は語ります。「また、被験者が目を閉じると、この点滅情報をさらにうまく受信できることもわかりました。近赤外光は可視光よりも効果的にまぶたを透過するため、可視光からの干渉が少なくなるからです。」
コンタクトレンズにさらなる改良を加えることで、異なる赤外線の波長を色分けするようにナノ粒子を設計し、利用者が赤外光の異なるスペクトルを区別できるようになりました。例えば、980nmの赤外線波長は青色光に、808nmの波長は緑色光に、1,532nmの波長は赤色光に変換されました。これにより、装用者は赤外線スペクトル内でより詳細な情報を知覚できるだけでなく、これらの色分けナノ粒子を応用して、色覚異常を持つ人々が通常では検出できない波長を見えるようにする助けとなる可能性があります。
「この技術は、赤色の可視光を緑色の可視光のようなものに変換することで、色覚異常の人々にとって見えないものを見えるようにすることができます」とシュエ博士は言います。
このコンタクトレンズは網膜に非常に近いため、変換された光の粒子が散乱し、細部を捉える能力には限界があります。そのため、チームは同じナノ粒子技術を用いてウェアラブルなメガネ型システムも開発し、これにより被験者はより高解像度の赤外線情報を知覚できるようになりました。
現在、このコンタクトレンズはLED光源から放射される赤外線しか検出できませんが、研究者たちはナノ粒子の感度を高め、より低いレベルの赤外光を検出できるように研究を進めています。
「将来的には、材料科学者や光学の専門家と協力することで、より正確な空間分解能と高い感度を持つコンタクトレンズを作りたいと考えています」とシュエ博士は述べています。
『Cell』（@CellCellPress）は、Cell Pressの旗艦ジャーナルであり、細胞生物学、分子生物学、神経科学、免疫学、ウイルス学・微生物学、がん、人類遺伝学、システム生物学、シグナル伝達、疾患メカニズムと治療法などを含むがこれらに限定されない、実験生物学のあらゆる分野で特に重要な発見を掲載する隔月刊誌です。ウェブサイト：http://www.cell.com/cell
