13/01/04
El desarrollo de la microtecnología facilita a los científicos la penetración en el micromundo. Sin embargo, bajo un microscopio convencional, la apariencia de la célula es la misma y difícil de distinguir. Para ello, los científicos han inventado diversos métodos: el uso de ingeniería genética para transformar las células, el uso de tintes para teñirlas... Finalmente, al microscopio, la célula deja de ser monótona y se convierte en una hermosa imagen.
Nos guste o no, frente a un objeto, los ojos siempre utilizan el mismo método de recopilación de información: las células retinianas capturan fotones. Esta información se transmite al cerebro, que la reduce para obtener la imagen. Si el objeto es demasiado pequeño, la reflexión del fotón es demasiado pequeña, y el ojo humano no puede apreciar su estructura. En este momento, necesitamos observar la técnica microscópica. Este artículo muestra las imágenes, que no solo tienen un importante valor académico, sino también una gran belleza artística. Estas imágenes representan las técnicas de microscopía óptica más avanzadas en la investigación biológica.
Actualmente, la microscopía óptica está experimentando una transformación sin precedentes. Los científicos utilizan nuevos marcadores fluorescentes y tecnología de ingeniería genética para modificar muestras de tejido, lo que permite que el microscopio adquiera color en las muestras de tejido, abriendo la puerta al descubrimiento. Se trata de una nueva tecnología adoptada por los investigadores. Mediante esta técnica, cada nervio cerebral de ratón muestra una variedad de colores legibles, lo que permite, en la complejidad del análisis del seguimiento de redes neuronales de axones específicos, dibujar un mapeo completo de la red neuronal; una tarea imposible con las tecnologías de imagen antiguas.
La precisión del microscopio también ha mejorado. Podemos marcar una proteína específica y luego usar el microscopio para observar sus actividades en la línea de organización; la división y diferenciación celular en cada detalle del proceso, incluso de un vistazo. Los investigadores pueden capturar rápidamente con luz brillante, capturando eventos instantáneos dentro de una célula o tejido, para observar los procesos vitales intracelulares con luz tenue. Con el desarrollo de la microtecnología, se resolverá la contradicción entre la velocidad y la resolución de la adquisición de imágenes.
En la actualidad, varias técnicas microscópicas pueden incluso las estructuras biológicas más sutiles (y el tratamiento se ha observado en una gran cantidad de datos de observación), la amplia aplicación de estas técnicas, para que podamos comprender la esencia de la vida, sentó las bases sólidas.
Cerebros complejos: mediante microscopía de dos fotones de la Universidad de California, San Diego, el equipo de Thomas Deerinck obtuvo muestras de tejido cerebeloso de ratón de tan solo 400 μm de grosor con una microestructura fina (imagen superior). El verde representa las células de Purkinje (neurona de Purkinje), el rojo los astrocitos (célula glial) y el azul el núcleo. Jean Rivet (Jean Livet), de la Universidad de Harvard, utilizó microscopía confocal para obtener cortes de tejido del tronco encefálico de ratón modificado genéticamente (340 μm). Como resultado de la modificación genética, cada neurona del ratón presenta un color diferente (véase más abajo). Para dar a las neuronas un color diferente (es decir, "arcoíris cerebral"), los científicos podrán observar la dirección de un único axón en la compleja red neuronal.
Estructura del tejido del oído interno del ratón
Debido a que el espacio es estrecho y difícil de separar, la estructura del oído interno es muy difícil de observar. Sonia Piot, del campus Wilmington de la Universidad de Carolina del Norte, capturó las células ciliadas del oído interno de ratón (arriba a la izquierda). Estas células pueden convertir mecánicamente las ondas sonoras en señales de pulso eléctrico. En la imagen, las células ciliadas son verdes, y sus células son rojas y azules, seguidas del núcleo (técnica de microscopía confocal). Glenn MacDonald, de la Universidad de Washington, utiliza un método de tinción similar para capturar la estructura tisular del oído interno de ratón (microscopía confocal).
Fibra muscular en Drosophila
Las células musculares constituyen un tejido muscular resistente. En la imagen superior, tomada por Thomas Deerinck, de la Universidad de California en San Diego, se muestra un corte transversal de los músculos de la lengua de ratones. La siguiente imagen muestra la mano de Hermann Aeberli, de la Universidad de Münster, Alemania, donde se aprecian las fibras musculares agrandadas de la mosca de la fruta. Debido a la variación genética, las fibras musculares de la mosca de la fruta presentan un aspecto desorganizado (microscopía confocal).
Hueso de cabra 4 veces
Aletas y hueso de cabra: dos imágenes muestran la estructura de tejido denso del cuerpo de los vertebrados. Ramat Gan, Israel, Samuel Silberman (Shamuel Silberman) colocó un hueso de aleta de pez ampliado cien veces, y se observó sobre él un otoño moteado (utilizando tecnología de iluminación de fibra óptica). Para observar los cambios en la formación ósea, la densidad mineral ósea y el contenido mineral en grado creciente, Mark Lloyd y Noel Clark (Noel Clark) del Centro Oncológico Mo Moffett de Tampa, Florida, ampliaron cuatro veces el hueso de cabra (véase la gráfica, microscopía Hirono).
Hueso de cabra 4 veces
Aletas y hueso de cabra: dos imágenes muestran la estructura de tejido denso del cuerpo de los vertebrados. Ramat Gan, Israel, Samuel Silberman (Shamuel Silberman) colocó un hueso de aleta de pez ampliado cien veces, y encima se observó un otoño moteado (utilizando tecnología de iluminación de fibra óptica). Para observar los cambios en la formación ósea, la densidad mineral ósea y el contenido mineral, en un grado creciente, Mark Lloyd y Noel Clark (Centro Oncológico Mo Moffett de Tampa, Florida) ampliaron el hueso de cabra cuatro veces (véase la gráfica, microscopía Hirono). Los microtúbulos se forman alrededor de los cromosomas (azul).
Aquí se muestra a Jan Schmoranza (Sch-moranzer Jan), de la Universidad de Columbia, la membrana celular de las células tratadas mediante privación de suero y la estructura de los microtúbulos (verde). Desde la perspectiva del gráfico, los microtúbulos de los fibroblastos han mostrado un comportamiento anormal. El diámetro de los microtúbulos es de aproximadamente 20 nm; normalmente, cuando hay una brecha en la membrana celular, los microtúbulos se agregan en la brecha, pero este no es el caso. En la célula en interfase, Duke U-serdar, Tulu (U. serdar Tulu), en horizontes de 138 μm de ancho, capturó el cromosoma (azul) alrededor de la formación de microtúbulos (amarillo, abajo).
Estas imágenes me recuerdan al famoso físico Richard Feynman, en la "diversión" de la historia. Un amigo de Feynman creía que los científicos no son los artistas quienes reconocen la belleza de las flores, sino que las hermosas flores, abiertas en seis y siete, con el tiempo pierden interés. Feynman no estuvo de acuerdo con el punto de vista de su amigo y dijo: "Creo que es bastante gracioso. Ante todo, ¿cuál es la diferencia entre él y yo y lo que veo? Creo que, aunque no tenga la misma formación estética que él, apreciar la belleza de una flor... Imaginemos el movimiento celular: ¿no es su belleza algo desconcertante? Es decir, la belleza de una flor no reside solo en su forma macroscópica; en el mundo microscópico, su estructura interna es igualmente fascinante. Y las flores, para los insectos, luchan contra Yan, lo cual es en sí mismo muy interesante, ya que los insectos también pueden distinguir los colores. Para apreciar la belleza de las flores, me gustaría plantearme una pregunta: ¿los animales inferiores también saben apreciar la belleza de las flores? ¿Por qué tienen la capacidad de saborear? Estas interesantes preguntas han demostrado que el conocimiento científico solo hará que las flores se vuelvan más misteriosas, más emocionantes, más asombrosas".
