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Hacen visible lo invisible: el ojo humano puede ver la luz infrarroja

Los resultados de un estudio realizado en EEUU desafían a los libros de texto, y podrían tener aplicaciones oftalmológicas


Aunque la luz infrarroja no entra dentro de nuestro espectro visible, un equipo de científicos estadounidenses ha desarrollado un sistema que permite a los humanos ver esta luz. El avance podría ser usado para estudiar en profundidad la retina, con el objetivo de determinar si esta funciona o no correctamente.





El desarrollo de este adaptador permitió a los científicos de la WUSTL analizar células de la retina y moléculas de fotopigmento cuando estas fueron expuestas a la luz infrarroja, para determinar sus reacciones. Imagen: Robert Boston. Fuente: WUSTL.
El desarrollo de este adaptador permitió a los científicos de la WUSTL analizar células de la retina y moléculas de fotopigmento cuando estas fueron expuestas a la luz infrarroja, para determinar sus reacciones. Imagen: Robert Boston. Fuente: WUSTL.
Los libros de texto sobre ciencia explica que no podemos ver la luz infrarroja, un tipo de radiación electromagnética y térmica cuya longitud de onda no entra en nuestro espectro de visibilidad, al igual que la de los rayos X, por ejemplo.

Pero un equipo internacional de investigadores co-dirigido por científicos de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en St. Louis (WUSTL) , EEUU, ha descubierto que, bajo ciertas condiciones, la retina sí que puede detectar la luz infrarroja.

Usando células de retina de ratones y personas, y potentes láseres que emitían pulsos de luz infrarroja, los investigadores encontraron que, cuando estos pulsos brillaban rápidamente, las células  de la retina sensibles a la luz a veces recibían un 'doble golpe' de energía infrarroja. Cuando eso sucedía, el ojo era capaz de detectar dicha luz.


El hallazgo podría ayudar a desarrollar una nueva herramienta para el análisis médico de la vista y para la estimulación de determinadas partes de la retina, con el fin determinar si esta funciona o no correctamente, explican los autores del hallazgo en un comunicado de la WUSTL.

¿Cómo se ve lo invisible?

La investigación se inició  de manera casual, después de que sus autores vieran destellos ocasionales de luz verde mientras trabajaban con un láser infrarrojo. Se dispusieron entonces a averiguar cómo era esto posible.

Tras revisar la literatura científica sobre casos de personas que habían visto luz infrarroja, los científicos repitieron experimentos anteriores en los que se había logrado ver esta luz. En ellos usaron  pulsos de láser de diferente duración pero con el mismo número total de fotones. Descubrieron que cuanto menor era el pulso, mayor probabilidad había de verlo.

La razón es la siguiente, explican:
Al "empaquetar" muchos fotones en un pulso corto y veloz de luz láser, es posible que dos fotones sean absorbidos a la misma vez por un solo fotopigmento (proteína sensible a luz situada en la membrana de los fotorreceptores o células fotosensibles). La energía combinada de esas dos partículas de luz sería suficiente como para activar dicho fotopigmento y permitir que el ojo vea lo que normalmente es invisible.

Aunque los investigadores de la WUSTL han sido los primeros en informar de que el ojo puede percibir la luz infrarroja a través de este mecanismo, la idea de usar luz láser menos potente para hacer visibles las cosas no es nueva. La microscopía de excitación de dos fotones , por ejemplo, utiliza el láser para detectar moléculas fluorescentes en tejidos profundos.

Potenciales aplicaciones

Los investigadores estudian ahora la manera de utilizar este enfoque de dos fotones en un nuevo tipo de oftalmoscopio , que es una herramienta que permite a los médicos examinar el interior del ojo.


La idea es que, alumbrando con una pulsación láser de luz infrarroja el ojo, los médicos puedan estimular ciertas partes de la retina, con el fin de aprender más acerca de su estructura y función, tanto en personas con los ojos sanos como en personas que sufran enfermedades de la retina, como la degeneración macular.

Esta investigación ha sido posible, en parte, gracias al desarrollo previo, por parte de este mismo grupo de investigadores, de un instrumento que permite registrar las respuestas a la luz de células de retina y moléculas de fotopigmento. Este dispositivo ya está disponible comercialmente y se utiliza en centros de investigación de todo el mundo.

Referencia bibliográfica:
Palczewska G, Vinberg F, Stremplewski P, Bircher MP, Salom D, Komar K, Zhang J, Cascell M, Wojtkowski M, Kefalov VJ, Palczewski K. PNAS Online Early Edition, Dec. 1, 2014 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1410162111

Read more at: http://phys.org/news/2014-12-human-eye-invisible-infrared.html#jCp
Palczewska G, Vinberg F, Stremplewski P, Bircher MP, Salom D, Komar K, Zhang J, Cascell M, Wojtkowski M, Kefalov VJ, Palczewski K. PNAS Online Early Edition, Dec. 1, 2014 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1410162111

Read more at: http://phys.org/news/2014-12-human-eye-invisible-infrared.html#jCp

Palczewska G, Vinberg F, Stremplewski P, Bircher MP, Salom D, Komar K, Zhang J, Cascell M, Wojtkowski M, Kefalov VJ, Palczewski K. Human infrared vision is triggered by two-photon chromophore isomerization. PNAS (2014). DOI: 10.1073/pnas.1410162111.
Palczewska G, Vinberg F, Stremplewski P, Bircher MP, Salom D, Komar K, Zhang J, Cascell M, Wojtkowski M, Kefalov VJ, Palczewski K. PNAS Online Early Edition, Dec. 1, 2014 www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1410162111

Read more at: http://phys.org/news/2014-12-human-eye-invisible-infrared.html#jCp


Martes, 2 de Diciembre 2014
Redacción T21
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