jueves, 6 de mayo de 2010

Las glías de la retina actúan como fibras ópticas.


Los fotorreceptores de la retina están literalmente enterrados bajo capas de células, ¿cómo llega entonces la luz hasta ellos? Un equipo de investigadores del Technion (Israel), tras realizar simulaciones por ordenador, sugiere que un conjunto de células del ojo podría actuar guiando la luz a través de las diferentes capas como si se tratase de una fibra óptica. El trabajo [1] ha sido publicado en Physical Review Letters.

El equipo se basó en las propiedades de las células reales y en una ecuación básica de la óptica ondulatoria para realizar el estudio. El que una célula pueda actuar como una fibra óptica es una afirmación que todavía no ha sido aceptada totalmente.

La retina está en el fondo del ojo y es donde se ubican las células sensibles a la luz llamadas fotorreceptores, principalmente conos y bastones [en la imagen, abajo, con forma de lápiz]. Sin embargo, en buena parte de la retina los fotorreceptores se encuentran tras tres o cuatro capas de neuronas retinianas, con sus correspondientes conexiones al cerebro.

En 2007 un equipo alemán publico un estudio [2] sobre un tipo de células presentes en la retina conocidas como glías o células de Müller, que se extienden desde los fotorreceptores hasta la superficie de la retina. Bajo el microscopio, los investigadores alemanes pudieron apreciar en los tomos (cortes muy finos) de retina puntos en los que la luz se transmitía a través de la muestra con especial facilidad. Investigaciones posteriores revelaron que cada punto correspondía a una sola célula de Müller actuando como si fuese una fibra óptica (una guía de onda). Un despliegue de estas células en la retina podría hacer llegar a los receptores una imagen enfocada y sin distorsión.

¿Pero realmente puede una célula guiar la luz? ¿Qué pasa con las absorciones, dispersiones e interferencias que cabe esperar que ocurran?

Lo que han hecho ahora Erez Ribak y Amichai Labin es realizar simulaciones por ordenador para investigar la capacidad de las células de Müller para guiar la luz. Se basaron en mediciones publicadas del tamaño de las células glía, de sus índices de refracción y de las distancias entre ellas, así como en las propiedades de las células y fibras adyacentes. Calcularon el comportamiento de la luz que incidía en una célula modelo según una serie de ángulos que correspondían a diferentes aperturas de la pupila.

Como resultado los investigadores obtuvieron imágenes tridimensionales de la amplitud de las ondas de luz dentro y alrededor de la célula iluminada. En muchas de esas imágenes se podían observar ondas confinadas a la célula, de un extremo a otro, en pautas de interferencia características. De ordinario, las estructuras de este tamaño tienden a dispersar la luz visible, pero cuando tienen lugar este tipo de interferencias, que se parecen a las frecuencias resonantes en el tubo de un órgano de catedral, las células están transmitiendo la luz de la misma forma que el tubo del órgano transmite el sonido. Por lo tanto, estos resultados apuntan a que las células de Müller podrían ciertamente confinar y dirigir la luz que de otra forma se vería obstaculizada por las células que oscurecen a los fotorreceptores.

Referencias:

[1]

Labin, A., & Ribak, E. (2010). Retinal Glial Cells Enhance Human Vision Acuity Physical Review Letters, 104 (15) DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.158102

[2]

Franze, K., Grosche, J., Skatchkov, S., Schinkinger, S., Foja, C., Schild, D., Uckermann, O., Travis, K., Reichenbach, A., & Guck, J. (2007). Muller cells are living optical fibers in the vertebrate retina Proceedings of the National Academy of Sciences, 104 (20), 8287-8292 DOI: 10.1073/pnas.0611180104