25 enero 2012

Los espejos de sus ojos

En las oscuras aguas del océano profundo, a 100 metros bajo la superficie, nada el pez duende hocico marrón. Como muchos otros peces de aguas profundas, el pez duende está adaptado para vivir donde llega poca luz, pero lo hace con uno de los ojos más extraños del reino animal.

Para empezar, cada ojo está dividido en dos partes conectadas, así que parece que tiene cuatro ojos. Una mitad apunta hacia arriba y le da al pez duende una vista del océano encima de él. La otra mitad apunta hacia el abismo inferior y es esta mitad la que hace al pez duende único. Los ojos de todos los otros animales usan el cristalino para desviar los rayos de luz que vienen de fuera y enfocarlos en un punto específico de la retina. Pero en el pez duende, el ojo que apunta hacia abajo, usa un espejo, renunciando al cristalino a favor de cientos de pequeños cristales que recogen y enfocan la luz.

Este extravagante animal fue descrito por vez primera hace 120 años, pero nadie había descubierto su ojo reflector hasta ahora porque nunca se había capturado un ejemplar vivo. Hans-Joachim Wagner de la Universidad Tubigen cambió todo eso cuando atrapó en una red un espécimen vivo en la Isla de Tonga en el Pacífico.

Los ojos del pez duende son similares en estructura a muchos otros que nadan en la zona de penumbra del océano, donde la oscuridad es marcada pero no total. La parte principal de cada ojo tiene forma de tubo y apunta hacia la superficie como un telescopio vertical.

Esta forma le permite recolectar tanta luz como sea posible desde arriba y detectar la silueta de animales que anden nadando sobre él. Pero al hacerlo sacrifica la capacidad para detectar otras fuentes de luz de los alrededores, especialmente la luz biolumniscente emitida por otras criaturas de las profundidades. Para detectar ésta, el pez duende tiene protuberancias en el lado de sus ojos que apunta hacia abajo.

Otros peces de las grandes profundidades tienen protuberancias similares; pero sin un cristalino para enfocar la luz recolectada generalmente brindan a lo sumo una imagen borrosa. El pez duende, sin embargo, no necesita un cristalino ya que la luz que entra en su ojo exterior llega a un espejo hecho de un conjunto de cristales acomodados en forma de espejo cóncavo.

Wagner usó simulación por computadora para mostrar que la curva del espejo es perfecta para enfocar la luz reflejada sobre la retina del pez. Le brinda al animal imágenes claras de lo que está debajo de él, desde directamente abajo hasta unos 50 grados en cualquier dirección. Wagner piensa que el pez duende puede incluso cambiar la posición de su espejo, alejándolo de la retina para enfocar objetos cercanos, tal como los humanos pueden alterar la forma de sus cristalinos.

Muchos grupos de animales usan superficies reflectivas para ayudarse a formar imágenes, pero generalmente, estas se encuentran detrás de la retina y reflejan la luz que pasa a través de ella. Esta capa —el tapetum— hace al ojo más sensible y es la razón por la cual muchos ojos de animales parecen brillar en la oscuridad. Pero en el pez duende, el espejo se encuentra delante de la retina y su función es enfocar, no sensibilizar.

El hecho de que el pez duende sea un animal vertebrado hace que sus ojos sean especiales. Los invertebrados tienen una amplia variedad de diseños de ojos, pero los vertebrados, desde los peces hasta los humanos, dependen solo de uno. El pez duende es la excepción y la mitad espejeada de sus ojos podría incluso superar el tradicional modelo que voltea hacia arriba. Reflejando la luz, en lugar de refractarla, este ojo exterior podría producir imágenes más brillantes y con más altos contrastes de lo que el ojo con cristalino haría.

Esto debería darle al pez una gran ventaja en el mar profundo, donde la habilidad para detectar incluso la más tenue de las luces puede significar la diferencia entre comer y ser comido.

Referencia:

Foto de BBC News

18 enero 2012

Antecedentes de la cirugía de cataratas

Parece que la cirugía de catarata se desarrolló hace unos 3000 años en la India por un médico llamado Susruta. En una operación conocida como “reclinación”, puncionaba la córnea con un cuchillo especial con punta de bola. Después empujaba el cristalino con catarata hacia atrás de modo que entrara en el humor vítreo, fuera de la línea de visión del paciente.

La operación se hacía sin anestesia, sentándose el especialista frente al paciente. La maniobra llevaba menos de un minuto y los resultados instantáneos eran impresionantes ya que el paciente pasaba de la ceguera a la vista útil.

El operador cobraba sus honorarios y se iba del lugar mientras el paciente estaba complacido, pues generalmente la satisfacción era de poca duración. Si el cristalino no se introducía en el vítreo perfectamente, en poco tiempo se producía una inflamación grave del ojo y el paciente quedaba con un ojo ciego y doloroso. Aunque esta operación es ilegal se sigue practicando en los poblados apartados de la India.

Una forma de reclinar ha surgido en China recientemente, donde hay muchos más pacientes que los que pueden atender los oftalmólogos del país. Los “médicos descalzos chinos” practican ahora una reclinación parcial, en la cual rompen las zónulas superiores, y la catarata aún fija al proceso ciliar por la zónulas inferiores, es empujada dentro del humor vítreo. La técnica se hace con una incisión muy pequeña sin sutura, que requiere una estancia muy corta en el hospital, permitiéndole al paciente regresar pronto al trabajo.

El primer intento en la cirugía de catarata moderna fue realizado por Jacques Daviel en 1756. El paciente era un pintor joven cuyas cataratas le habían privado de la vista.

Durante la cirugía se abrió la córnea en el limbo y se observó que el cristalino estaba muy firme. El médico desprendió el cristalino, cortó una poción del iris y sacó la catarata del ojo con una espátula despuntada. No se usaron suturas para cerrar la herida. Para el vigésimo día después de la operación, el pintor caminó sin dificultad usando lentes.

En 1866 Henry Williard Williams de la Harvard Medical School, usó con éxito una sutura para cerrar la herida, aunque la cirugía de catarata sin sutura se realiza todavía en partes remotas del mundo y la mayoría de las veces el ojo cierra por sí mismo adecuadamente.

11 enero 2012

04 enero 2012

Los bifocales del escarabajo

Los lentes bifocales le permiten al usuario enfocar tanto lejos como cerca mirando a través de diferentes partes del lente. Se dice que Benjamín Franklin los inventó pero de hecho han existido desde hace varios millones de años.

En los ríos de Norteamérica, la larva del escarabajo buzo caza con un par de lentes bifocales naturales.

El escarabajo aprovecha su aguda visión para acechar otras larvas de insectos en medio de corrientes con frecuencia oscuras. Ve el mundo a través de seis pares de ojos y en 2006 Elke Buschbeck descubrió que cada uno tiene dos retinas, y no hay otro igual en el reino animal.

Cada ojo con forma de tubo tiene un cristalino y dos retinas, una detrás y por debajo de la otra, pero el cristalino enfoca claramente en ambas.

Los humanos son capaces de enfocar ajustando el cristalino para ver objetos a diferentes distancias, pero el escarabajo puede ver cosas lejanas y cercanas al mismo tiempo y con la misma nitidez. Sus bifocales les dan dos ojos por el precio de uno.

Se descubrieron estas propiedades únicas en el cristalino del escarabajo examinándolos cuidadosamente frente al microscopio y proyectando luz a través de ellos. Este simple pero delicado experimento produjo dos imágenes enfocadas a diferentes distancias detrás del cristalino, y estas distancias son exactamente donde se encuentran las retinas. Lo anterior solo es posible mediante lentes bifocales, ya que si fuera una simple malformación (llamada astigmatismo), no produciría dos imágenes claras.

Las dos imágenes producidas por el cristalino no solo estaban situadas a diferentes distancias, también estaban separadas verticalmente por lo que una estaba por encima de la otra, lo que asegura que ambas retinas del escarabajo obtienen una imagen clara.

Los otros cuatro pares son otra historia. Según Buschbeck, tienen campos visuales más grandes y pueden ajustarse al movimiento. Observando a la larva de escarabajo cazar, parece que los ojos laterales se usan para ubicar a las presas, especialmente las que están en movimiento.

Entre los animales vivos, el ojo bifocal del escarabajo es único, aunque es posible que los trilobitas —hoy extintos— usaran cristalinos similares.

A pesar de la increíble variedad de la vida animal, casi todos los ojos de los animales se apegan a unos pocos de diseños básicos, desde los ojos al estilo de la cámara fotográfica en los humanos y pulpos hasta los ojos compuestos de los insectos y sus parientes. Según los investigadores, solo raras veces sucede que se descubre un ojo que diverge fundamentalmente de los tipos conocidos. El ojo bifocal del escarabajo cae en esa categoría.

Referencia: