Bajo la dirección de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en St. Louis, un equipo internacional de investigadores ha descubierto que bajo ciertas condiciones, la retina es capaz de detectar la luz infrarroja.

Foto de portada: Frans Vinberg, PhD (izda.), y Vladimir J. Kefalov, PhD, sentados frente a una herramienta desarrollada por ellos que les permite detectar respuestas de de la luz en células de la retina y fotopigmentos. Foto: Robert Boston

En el artículo científico publicado en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), Frans Vinberg y Vladimir J. Kefalov, responsables de la investigación explican su descubrimiento. Aunque hasta la fecha la ciencia y la medicina establecían que el ojo del ser humano no puede ver la luz infrarroja debido a que las  ondas de luz infrarroja están fuera del espectro visual, los investigadores,  utilizando células de la retina de ratones y humanos, y potentes láseres de pulsos de luz infrarroja, descubrieron que cuando los pulsos de luz láser se emiten rápidamente, las células sensibles a la luz en la retina a veces reciben un doble golpe de energía infrarroja. Al suceder esto, el ojo es capaz de detectar la luz que está en realidad fuera de nuestro espectro visible.

Vladimir J. Kefalov, investigador principal y profesor asociado del departamento de Ciencias Visuales y de Oftalmología de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en St. Louis  explica acerca de este descubrimiento que espera tenga algunas aplicaciones muy prácticas, «Basándonos en los aprendizajes de estos experimentos estamos intentando desarrollar una nueva herramienta que no solo permitirá a los especialistas examinar la vista, sino también estimular determinadas partes de la retina para determinar si está funcionando correctamente”.

A menor duración de pulso mayor probabilidad de ver

La investigación se inició casi casualmente. Mientras trabajaban con un láser infrarrojo algunos de los científicos del equipo observaron destellos ocasionales de luz verde algo que les llamó la atención y quisieron investigar más a fondo. De hecho, el potente láser infrarrojo con el que trabajan emite ondas de luz invisibles para el ojo humano, a diferencia de los polémicos láseres punteros.

Tras revisar la literatura científica y los informes publicado sobre algunas personas que si ven la luz infrarroja, volvieron a realizar los experimentos anteriores que les habían llevado a ver la luz infrarroja y analizaron la misma luz emitida por varios láseres para intentar dilucidar la forma y el motivo por el que ocasionalmente esa luz se hacía visible.

«Hemos experimentado con pulsos de láser de diferente duración que entregan el mismo número total de fotones, y se encontró que cuanto menor sea el pulso, lo más probable era que una persona pudiera verlo», explican los científicos.

Combinación de dos fotones y un fotopigmento

El proceso de conversión de la luz en la visión se inicia normalmente cuando un fotón (partícula de luz), es absorbido por la retina creando una molécula llamada fotopigmento. En la visión estándar, existe un gran número de fotopigmentos cada uno de los cuales absorbe un único fotón. Sin embargo los científicos descubrieron que agrupando una gran cantidad de fotones en un corto y rápido pulso de la luz láser se hace posible que dos fotones sean absorbidos al mismo tiempo por un único fotopigmento. La energía combinada de las dos partículas de luz en un único fotopigmento es suficiente para activar el pigmento y permitir que el ojo vea lo que en condiciones normales le resulta invisible.

Tal como se puede observar en el gráfico, «El espectro visible incluye las ondas de luz que van de 400 a 720 nanómetros de largo», explica Kefalov. «Sin embargo, si una molécula de pigmento en la retina se ve golpeada en rápida sucesión por un par de fotones de 1.000 nanómetros de largo, esas partículas de luz entregarán la misma cantidad de energía en forma de un solo golpe de un fotón de 500 nanómetros, lo cual si que está dentro del espectro visible. Eso es lo que nos permite verlo».

Antecedentes en el estudio del espectro no visible

La novedad de este informe radica en que se trata de la primera investigación que documenta  la capacidad  del ojo de percibir la luz a través de este mecanismo. Sin embargo, el uso del láser para hacer visible lo invisible no es una novedad tal como en este medio ya informamos refiriéndonos a otras investigaciones. En el caso del microscopio de dos fotones, este utiliza el láser para detectar moléculas fluorescentes en los tejidos profundos. Este enfoque de dos fotones está siendo investigado por científicos en un nuevo tipo de oftalmoscopio para permitir examinar el fondo del ojo. De este modo se espera que mediante un pulso de láser infrarrojo, los médicos sean capaces de estimular partes de la retina para ampliar los conocimientos acerca de su estructura e influencia en la salud ocular y sobre enfermedades de la retina como la degeneración macular