Consiguen un récord de resolución para obtener imágenes del ojo humano

Los investigadores han desarrollado una técnica no invasiva que puede capturar imágenes de bastones y conos del ojo con un detalle sin precedentes. El avance podría conducir a nuevos tratamientos y una detección más temprana de enfermedades de la retina como la degeneración macular, una de las principales causas de pérdida de visión, según publican en la revista ‘Optica’, la revista de la Optical Society (OSA).

«Tenemos la esperanza de que esta técnica revele mejor los cambios sutiles en el tamaño, la forma y la distribución de los fotorreceptores de bastón y cono en enfermedades que afectan la retina –explica el líder del equipo de investigación Johnny Tam, del Instituto Nacional del Ojo de Estados Unidos–. Averiguar qué sucede con estas células antes de que se pierdan es un paso importante hacia el desarrollo de intervenciones tempranas para tratar y prevenir la ceguera».

Para la investigación de alto impacto, los investigadores muestran que su nuevo método de obtención de imágenes supera las limitaciones de resolución impuestas por la barrera de difracción de la luz. Los investigadores logran esta hazaña utilizando luz que es segura para obtener imágenes del ojo humano vivo.

«El límite de difracción de la luz ahora se puede superar de forma rutinaria en microscopía, lo que ha revolucionado la investigación biológica –explica Tam–. Nuestro trabajo representa un primer paso hacia la obtención de imágenes por subdifracción de rutina de las células del cuerpo humano».

Lograr imágenes de alta resolución de los fotorreceptores en la parte posterior del ojo es un desafío porque los elementos ópticos del ojo (como el cristalino y la córnea) distorsionan la luz de una manera que puede reducir sustancialmente la resolución de la imagen.

La barrera de difracción de la luz también limita la capacidad de los instrumentos ópticos para distinguir entre dos objetos que están demasiado juntos. Aunque existen varios métodos para obtener imágenes más allá del límite de difracción, la mayoría de estos enfoques usan demasiada luz para obtener imágenes de ojos humanos vivos de manera segura.

Para superar estos retos, los investigadores mejoraron una técnica de imágenes de la retina conocida como oftalmoscopia de luz de escaneo de óptica adaptativa, que utiliza espejos deformables y métodos computacionales para corregir las imperfecciones ópticas del ojo en tiempo real.

«Se podría pensar que se necesita más luz para obtener una mejor imagen, pero demostramos que podemos mejorar la resolución bloqueando estratégicamente la luz en varias ubicaciones dentro de nuestro instrumento –apunta Tam–. Este enfoque reduce la potencia general de la luz que llega al ojo, lo que lo hace ideal para aplicaciones de imágenes en vivo».

Para el nuevo enfoque, los investigadores generaron un rayo de luz hueco o en forma de anillo. El uso de este tipo de haz mejoró la resolución a través de los fotorreceptores, pero a expensas de la resolución de profundidad.

Para recuperar la resolución de profundidad perdida, los investigadores utilizaron un pequeño orificio llamado disco de Airy para bloquear la luz que regresa del ojo. Demostraron que este enfoque de imágenes podría usarse para mejorar una técnica de microscopía llamada detección dividida no confocal, que se usa para adquirir vistas complementarias de los fotorreceptores.

Después de demostrar que la resolución de la imagen se mejoró en simulaciones teóricas, los investigadores confirmaron sus simulaciones utilizando varios objetivos de prueba. Luego usaron el nuevo método para obtener imágenes de los fotorreceptores de bastón y cono en cinco voluntarios sanos en el Centro Clínico de los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.

El nuevo enfoque produjo un aumento de aproximadamente un 33 por ciento en la resolución transversal y una mejora del 13 por ciento en la resolución axial en comparación con la oftalmoscopia de luz de exploración óptica adaptativa tradicional. Usando su enfoque optimizado, los investigadores pudieron ver una estructura subcelular de forma circular en el centro de los fotorreceptores de cono que no se podía visualizar claramente previamente.

«La capacidad de obtener imágenes de fotorreceptores de forma no invasiva con resolución subcelular se puede utilizar para rastrear cómo cambian las células individuales con el tiempo –explica Tam–. Por ejemplo, ver cómo una célula comienza a degenerarse y luego posiblemente recuperarse, será un avance importante para probar nuevos tratamientos para prevenir la ceguera».

Los investigadores planean obtener imágenes de los ojos de más pacientes con la nueva técnica y utilizar las imágenes para comenzar a responder preguntas fundamentales relacionadas con la salud de los bastones y los conos.

Por ejemplo, están interesados en visualizar la salud de los conos y bastones en personas que tienen enfermedades genéticas raras. Dicen que su enfoque de imágenes podría aplicarse a otros enfoques de microscopía e imágenes basados en escaneo puntual en los que es importante obtener imágenes con bajos niveles de luz.

Fuente: infosalus.com