4 de enero de 2013
El desarrollo de la microtecnología permite a los científicos adentrarse con mayor facilidad en el micromundo. Sin embargo, bajo un microscopio convencional, la apariencia de las células es uniforme, lo que dificulta su distinción. Para ello, los científicos han ideado diversos métodos: desde la ingeniería genética para transformar las células hasta la tinción celular con colorantes. Finalmente, bajo el microscopio, la célula deja de ser una imagen monótona para convertirse en una escena fascinante.
Nos guste o no, frente a un objeto, los ojos siempre utilizan el mismo método para captar información: las células de la retina capturan fotones. Esta información se transmite al cerebro, que la procesa para formar la imagen. Si el objeto es demasiado pequeño, el reflejo del fotón es demasiado débil y el ojo humano no puede percibir su estructura. En estos casos, es necesario recurrir a la microscopía. Este artículo presenta imágenes que, además de tener un importante valor académico, poseen una gran belleza artística. Estas imágenes representan las técnicas de microscopía óptica más avanzadas en la investigación biológica.
En la actualidad, la microscopía óptica está experimentando una transformación sin precedentes. Los científicos utilizan nuevos marcadores fluorescentes y modifican las muestras de tejido mediante ingeniería genética, logrando que el microscopio muestre imágenes con colores, lo que abre la puerta al descubrimiento. Se trata de una nueva tecnología que los investigadores están aprovechando. Gracias a esta técnica, cada nervio cerebral de un ratón muestra una variedad de colores, lo que permite visualizarlos con claridad y realizar un análisis de seguimiento de redes neuronales específicas, así como elaborar un mapa completo de la red neuronal; una tarea imposible con las antiguas técnicas de imagen.
La precisión del microscopio también ha mejorado. Podemos marcar una proteína específica y luego usar el microscopio para observar su actividad en la línea de organización; la división y diferenciación celular, con todo detalle, se pueden apreciar de un vistazo. Los investigadores pueden capturar rápidamente, incluso con luz brillante, eventos instantáneos dentro de una célula o tejido, y observar los procesos vitales intracelulares con poca luz. 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 se observó un gran número 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: Thomas Deerinck, de la Universidad de California en San Diego, utilizó microscopía de dos fotones (microscopía de 2 fotones) para analizar muestras de tejido cerebeloso de ratón de tan solo 400 µm de espesor (imagen superior). En la imagen superior, las células de Purkinje (neuronas de Purkinje) son verdes; en la imagen, astrocitos (células gliales) son rojos; y en la imagen superior, núcleos son azules. Jean Rivet, de la Universidad de Harvard, utilizó microscopía confocal para analizar 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). Al asignar a las neuronas un color diferente (es decir, "Brainbow"), los científicos podrán observar la dirección de un solo axón en la compleja red neuronal.
Estructura tisular 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 (Sonja Pyott), del campus de Wilmington de la Universidad de Carolina del Norte, capturó las células ciliadas del oído interno del ratón (arriba a la izquierda). Estas células pueden convertir mecánicamente las ondas sonoras en señales de impulsos eléctricos. En la imagen, las células ciliadas son verdes, y las células de las células ciliadas son rojas y azules, y luego el núcleo (técnica de microscopía confocal). Glenn MacDonald (MacDonald Glen), de la Universidad de Washington, utiliza un método de tinción similar para capturar la estructura del tejido del oído interno del ratón (microscopía confocal).
Fibra muscular en Drosophila
Las células musculares constituyen un tejido muscular resistente. En la imagen superior se muestra una sección transversal de los músculos de la lengua de ratones, tomada por Thomas Deerinck de la Universidad de California en San Diego. La siguiente imagen muestra la mano de Hermann Aeberli de la Universidad de Münster, Alemania, donde se aprecian las fibras musculares agrandadas de las moscas de la fruta. Debido a la variación genética, las fibras musculares de la mosca de la fruta presentan una apariencia desorganizada (microscopía confocal).
Hueso de cabra 4 veces
Aletas y hueso de cabra: dos imágenes muestran la densa estructura de tejido del cuerpo de los vertebrados. Ramat Gan, Israel, Samuel Silberman Shamuel Silberman colocó un hueso de aleta de pez magnificado cien veces, y allí había un otoño moteado (usando tecnología de iluminación de fibra óptica). Para observar los cambios de formación ósea en la densidad mineral ósea y el contenido mineral del grado creciente, la ciudad de Tampa, Florida Mo Moffett Cancer Center Mark Lloyd (Mark Lloyd) y Noel Clark (Noel Clark) ampliaron el hueso de cabra cuatro veces (ver gráfico, microscopía Hirono).
Hueso de cabra 4 veces
Las aletas y el 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 magnificado cien veces, y allí encima había un otoño moteado (usando tecnología de iluminación de fibra óptica). Para observar los cambios de formación ósea en la densidad mineral ósea y el contenido mineral del grado creciente, la ciudad de Tampa, Florida Mo Moffett Cancer Center Mark Lloyd (Mark Lloyd) y Noel Clark (Noel Clark) ampliaron el hueso de cabra cuatro veces (ver gráfico, microscopía Hirono). Los microtúbulos se forman alrededor de los cromosomas (azul).
Aquí está Jan Schmoranza (Sch-moranzer Jan), de la Universidad de Columbia, la membrana celular de las células tratadas con 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 un hueco en la membrana celular, los microtúbulos se agregan en la brecha, pero la situación no es el caso. En la célula en interfase, Duke U - serdar, Tulu (U. serdar Tulu) en horizontes de 138 µm de ancho capturados el cromosoma (azul) alrededor es la formación de microtúbulos (amarillo, abajo).
Estas imágenes me hacen pensar inevitablemente en el famoso físico Richard Feynman (Feynman Richard) y su peculiar forma de contar una historia. Un amigo de Feynman opinaba que los científicos no aprecian la belleza de las flores con la misma profundidad que los artistas, pero que incluso las flores más bellas, aunque florezcan de forma irregular, acaban perdiendo su interés. Feynman no estaba de acuerdo con el punto de vista de su amigo y dijo: «Me parece un poco gracioso. Para empezar, ¿cuál es la diferencia entre él y yo en cuanto a lo que yo veo? Creo que, aunque no tenga la misma formación estética que él, también puedo apreciar la belleza de una flor... Imaginemos el movimiento celular: ¿acaso su desconcierto no es belleza? Es decir, la belleza de la flor no reside solo en su forma macroscópica; en el mundo microscópico, su estructura interna es igualmente fascinante. Y las flores atraen a los insectos, lo cual es muy interesante, sobre todo porque los insectos también pueden distinguir los colores. Al contemplar las hermosas flores, me gustaría plantearme una pregunta: ¿los animales inferiores también saben apreciar su belleza? ¿Por qué tienen la capacidad de percibirla? Estas interesantes preguntas demuestran que el conocimiento científico solo hará que las flores se vuelvan más misteriosas, más emocionantes, más impresionantes».
