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Ein Wissenschaftler hat versehentlich eine Sonnenbrille entwickelt, die Farbenblindheit korrigieren könnte

An einem Nachmittag im Jahr 2005 spielte Don McPherson in Santa Cruz den ultimativen Frisbee. Er trug eine Sonnenbrille, als sein Freund Michael Angell, der seine Brille bewunderte, darum bat, sie auszuleihen. Als er die Brille aufsetzte, war er fassungslos von dem, was er sah.

McPherson erinnert sich, dass Angell überrascht sagte: "Ich kann die Zapfen sehen" und sich auf eine Reihe orangefarbener Verkehrshütchen in der Nähe bezog. Was dies zu einer verblüffenden Beobachtung machte, war, dass Angell sein ganzes Leben lang farbenblind war. Die Sonnenbrille, die McPherson, ein Materialwissenschaftler, entwickelt hatte, ermöglichte es ihm tatsächlich, zum ersten Mal den orangefarbenen Farbton zu erkennen und diese Farbe von dem umgebenden Gras und Beton zu unterscheiden.

McPherson mit Sitz in Berkeley, Kalifornien, hat an der Alfred University in Glaswissenschaften promoviert und sich ursprünglich auf die Herstellung von Brillen spezialisiert, die Ärzte als Schutz bei Laseroperationen verwenden können. In die Gläser eingebettetes Seltenerdeisen absorbierte eine beträchtliche Menge an Licht, sodass Chirurgen nicht nur sicher bleiben, sondern auch während der Eingriffe klar zwischen Blut und Gewebe unterscheiden können.

Tatsächlich liebten Chirurgen die Brille so sehr, dass sie aus den Operationssälen verschwanden. Dies war der erste Hinweis darauf, dass sie außerhalb des Krankenhauses verwendet werden könnten. Auch McPherson begann sie beiläufig als Sonnenbrille zu tragen. "Wenn man sie trägt, sehen alle Farben unglaublich gesättigt aus", sagt er. "Es lässt die Welt wirklich hell aussehen."

Erst als Angell beim Frisbee-Spiel seine Sonnenbrille auslieh, erkannte McPherson, dass sie einem breiteren Zweck dienen und denjenigen helfen können, die farbenblind sind. Nachdem er diese Entdeckung gemacht hatte, verbrachte er einige Zeit mit der Erforschung der Farbenblindheit, einer Krankheit, von der er nur sehr wenig wusste, und beantragte schließlich ein Stipendium der National Institutes of Health, um mit der Durchführung klinischer Studien zu beginnen.

Seitdem gründeten McPherson und zwei Kollegen, Tony Dykes und Andrew Schmeder, EnChroma Labs, ein Unternehmen, das sich der Entwicklung von Alltagsbrillen für die 300 Millionen Menschen auf der Welt mit Farbbeeinträchtigungen widmet. Sie verkaufen seit Dezember 2012 Brillen mit sportlichen und trendigen, Ray-Ban-ähnlichen Fassungen zu einem Preis zwischen 325 und 450 US-Dollar. Das EnChroma-Team hat das Produkt erheblich weiterentwickelt und im Dezember 2014 die Gläser von Glas auf ein wesentlich verbraucherfreundlicheres Polycarbonat umgestellt.

Eine pädiatrische Version der Brille sowie ein Indoor-Modell stehen für EnChroma auf dem Programm. Vor allem für Kinder kann das Tragen dieser Brille das Fortschreiten ihrer Farbenblindheit stoppen. Eine pädiatrische Version der Brille sowie ein Indoor-Modell stehen für EnChroma auf dem Programm. Vor allem für Kinder kann das Tragen dieser Brille das Fortschreiten ihrer Farbenblindheit stoppen. (EnChroma)

Während es eine zufällige Entdeckung war, betont McPherson, dass die spätere Herstellung und Ausführung des Produkts auf jahrelanger strenger Wissenschaft beruht. Die Schöpfer experimentieren ständig mit neuen Iterationen. "Meine Fahrradtasche enthält ungefähr zehn Brillen in verschiedenen Ausführungen", sagt er.

Um die Wirkung der Brille noch weiter zu verstärken, hat der Mathematiker Schmeder ein ausgeklügeltes Modell des Farbsehens im menschlichen Auge geschaffen, das 10.000 natürliche und künstliche Farben enthält. Darauf aufbauend entwickelte er einen Filter für die Brille, der die Darstellung dieses breiten Farbspektrums durch den Benutzer optimiert.

Die Brille basiert auf grundlegender Sichtwissenschaft. McPherson erklärt, dass alle Menschen drei Photopigmente im Auge haben, die auch als Zapfen bezeichnet werden und für Blau, Grün und Rot empfindlich sind. Blau arbeitet ziemlich unabhängig, während sich die roten und grünen Kegel bei den meisten Menschen überlappen und die Wahrnehmung bestimmter Farben beeinträchtigen. Wenn beispielsweise 10 Photonen auf dem roten Kegel und 100 auf dem grünen Kegel landen, erscheint das betrachtete Objekt grüner. Wenn eine gleiche Anzahl von Photonen auf den roten und grünen Kegeln landen würde, wäre die wahrgenommene Farbe gelb.

Ein Problem tritt auf, wenn sich die rot-grünen Zapfen zu stark überlappen, was 99 Prozent der Fälle von Farbenblindheit ausmacht. In diesem Fall würde eine Person im vorherigen Szenario anstelle von Gelb nur wenig oder gar keine Farbe wahrnehmen. Die Technologie von EnChroma setzt ein Absorptionsband auf eine Brille, das Licht einfängt, die Zapfen voneinander wegdrückt und die normale Verteilung der Photonen auf ihnen wiederherstellt.

Die Brille des Unternehmens kann bis zu 80 Prozent der Kunden behandeln, die zu ihnen kommen. Den verbleibenden 20 Prozent, einschließlich des Verfassers dieses kürzlich erschienenen Atlantic- Artikels, der die Brille getestet hat, fehlt eine ganze Klasse von Fotopigmenten, entweder grün oder rot - eine Bedingung, die EnChroma derzeit nicht angehen kann.

In diesem Jahr ist das Unternehmen mit der Einführung von Brillenversionen für den Innenbereich, einem pädiatrischen Modell und einem Onlinetest beschäftigt, mit denen sich die Farbenblindheit zu Hause analysieren lässt. Insbesondere für Kinder kann das Tragen einer EnChroma-Brille dazu beitragen, die Farbenblindheit zu korrigieren und ein weiteres Fortschreiten zu verhindern. Um das Produkt zu skalieren, rekrutiert das Team Optiker und Optiker im ganzen Land, um die Brille zu testen und mit ihren Patienten zu teilen.

Marc Drucker, ein Benutzer, der sein ganzes Leben über rot-grüne Farbenblindheit hatte, trägt jetzt regelmäßig seine Sonnenbrille. "Nur anprobieren, es war wirklich transformierend", sagt er. "Es ist sehr seltsam, die Dinge zum ersten Mal seit 45 Jahren anders zu sehen."

McPherson sagt: "Es gibt mir immer noch Gänsehaut, wenn sich jemand bückt, eine Blume sieht und fragt:" Ist das Lavendel? ".

Drucker freut sich auf die Indoor-Version, die voraussichtlich im Frühjahr erscheinen wird, und hebt die Auswirkungen hervor, die EnChroma-Brillen auf seine täglichen Routinetätigkeiten hatten. "Sie haben sich verändert, auf den Bauernmarkt zu gehen, einfache Dinge wie das Kochen", sagt er. "Ich freue mich auf meinen ersten Regenbogen."

Ein Wissenschaftler hat versehentlich eine Sonnenbrille entwickelt, die Farbenblindheit korrigieren könnte