Microscopio submarino

La digitalización facilita la observación en tres dimensiones
EL PAÍS.es - Madrid

Cómo observar con facilidad la vida marina minúscula sin tener que extraer los microorganismos de su hábitat natural es un problema que se han propuesto solucionar especialista de una universidad canadiense. Tienen ya un dispositivo, que llaman microscopio holográfico sumergible, que permite formar imágenes en tres dimensiones de los microorganismos del zooplancton y otros organismos marinos hasta los 100 metros de profundidad.

Los científicos, de la universidad Dalhousie (Halifax) se han basado en los hologramas inventados por Denis Gabor: la luz de un láser se enfoca sobre un pequeño agujero que actúa como una fuente puntual de luz si el tamaño del agujero es comparable a la longitud de onda de la luz. Las ondas esféricas que emanan del agujero iluminan una muestra de agua marina. Las ondas dispersadas por los objetos presentes en el agua se combinan en el chip CCD de una cámara electrónica con las de referencia para formar un patrón de interferencia digital (holograma). Estos hologramas se tratan luego por ordenador para proporcionar imágenes de los objetos.

Si de por sí este tipo de aparatos es extraordinariamente complicado de diseñar y construir, además, los investigadores lograron construirlo de forma que los dos elementos -el láser y la cámara- estén en compartimentos estancos distintos con el espacio a observar entre los dos.
Una de las dificultades, explica el Instituto Americano de Física, fue obtener cristales de calidad óptica para los contenedores, lo suficientemente finos para poder obtener imágenes de alta resolución, pero también lo suficientemente gruesos para resistir la presión del agua. Este nuevo microscopio sumergible puede también registrar las trayectorias de los organismos en cada muestra volumétrica de agua, de forma que se puedan realizar vídeos de su forma característica de nadar.

Se pueden registrar de 7 a 10 hologramas por segundo, cada uno de 1.024 por 1.024 píxeles. Esto significa que es necesario disponer de un gran ancho de banda para la transmisión de los datos al barco en superficie, lo que se ha conseguido con cables Ethernet estancos.
El nuevo microscopio, afirman los autores de su diseño y construcción en la revista Review of Scientific Instruments, es mucho más simple, tiene una mayor resolución y es mucho menos pesado que los existentes hasta el momento. Jorge Garcia-Sucerquia, Wenbo Xu, Stephan K. Jericho, Peter Klages, Manfred H. Jericho, and Hans Jürgen Kreuzer recuerdan que los microscopios anteriores necesitaban grandes barcos para utilizarlos y filmaban en película, lo que sólo permitía obtener un pequeño número de hologramas. El prototipo ahora probado pesa 20 kilogramos y puede registrar miles de hologramas en pocos minutos, lo que permite capturar los movimientos de los organismos acuáticos.