Un embrión de pez cebra visto en su conjunto, compuesto por más de 26, 000 imágenes detalladas. Foto vía Journal of Cell Biology.
Cuando Google Earth salió por primera vez en 2005, muchos de nosotros tuvimos una experiencia similar. Mirando con los ojos muy abiertos a la pantalla de nuestra computadora, nos acercamos desde una imagen de la Tierra en el espacio a una vista de América del Norte, luego los Estados Unidos, luego nuestro estado de origen, luego la ciudad, luego el vecindario, finalmente hipnotizados por una vista de solo nuestra Casa propia o edificio de apartamentos.
Zoom posteriores en la imagen combinada del embrión de pez cebra. Foto vía Journal of Cell Biology.
Ahora, un equipo de investigación del Centro Médico de la Universidad de Leiden en los Países Bajos ha hecho posible la misma experiencia para un pedazo de tejido biológico. Como se detalla en un artículo publicado ayer en el Journal of Cell Biology, los investigadores han creado una nueva tecnología que llaman "nanoscopia virtual". Al unir miles de imágenes de un microscopio electrónico, permiten a los espectadores hacer zoom desde una vista a nivel de tejido abajo para ver el interior de las células individuales en detalle. Puede experimentar la tecnología por sí mismo en el sitio web de la revista, con una imagen de embrión de pez cebra utilizada como demostración.
Desde la década de 1950, los microscopios electrónicos han permitido a los biólogos ver las estructuras dentro de las células con notable detalle. El problema, especialmente para los laicos, es que estas imágenes están tan ampliadas que es difícil saber exactamente lo que estás viendo. Pequeñas porciones de una célula se capturan en cada imagen, pero vistas de forma aislada, son difíciles de imaginar mentalmente en términos de la célula completa, y mucho menos de un pedazo de tejido o de un organismo completo.
Además, el proceso de investigación en sí mismo adolece de las limitaciones de este enfoque. Los microscopistas suelen escanear la muestra para producir una visión general de menor resolución y luego hacer zoom para producir imágenes detalladas solo en las áreas que parecen ser de interés. Los investigadores señalan que regresar más tarde para tomar primeros planos de otras áreas a menudo puede ser difícil, si no imposible, porque ciertos tipos de especímenes preservados pueden deteriorarse con el tiempo.
En respuesta, el equipo de investigación desarrolló una nueva forma de combinar miles de imágenes distintas de microscopio electrónico para crear un todo coherente e interactivo. Como parte del proceso, se recopilan miles de imágenes ligeramente superpuestas en una fase inicial. Luego, un programa de software automatizado prácticamente los une, utilizando metadatos en la orientación de las imágenes individuales y un algoritmo que compara características similares en cada una de ellas para determinar exactamente dónde deben colocarse.
El embrión de pez cebra que se muestra está compuesto por más de 26, 000 imágenes individuales. El enorme archivo pesa un total de 281 gigapíxeles, con 16 millones de píxeles por pulgada. Todo el embrión tiene 1, 5 mm de largo, y puede pasar de una imagen alejada del todo a una vista detallada de las estructuras, como un núcleo, dentro de una célula específica.
La nueva tecnología servirá como algo más que entretenimiento en Internet para personas con inclinaciones científicas. Los investigadores afirman que su nuevo método puede usarse para ayudar a otros científicos a hacer descubrimientos, ya que podrán relacionar más estructuras con funciones en una variedad de escalas. Como evidencia, utilizaron la técnica para analizar el embrión de pez cebra, el tejido de la piel humana, un embrión de ratón y células de riñón de ratón.
