Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas Henry Samueli, perteneciente a la Universidad de UCLA, desarrollaron una cámara de video que capta imágenes miles de veces más rápidamente que cualquier otra cámara convencional.
Con ella será posible ver y registrar el proceso de comunicación entre dos células vivas, la actividad neuronal, una operación quirúrgica con láser o elementos de un análisis de sangre: situaciones tan veloces todas que la cámara debe ser capaz de captar millones o miles de millones de imágenes en forma continua.
Keisuke Goda, Kevin Tsia y el jefe del equipo de ingenieros Bahram Jalali, describen este nuevo sistema en la prestigiosa revista Nature. La principal característica de la nueva cámara es que no necesita elementos tradicionales como el CCD (Dispositivo de Carga Acoplada), un circuito integrado que contiene un número determinado de condensadores enlazados, ni el CMOS (metal óxido semiconductor complementario), usado para la fabricación de chips.
La nueva tecnología de Goda y compañía puede captar por lo menos seis millones de instantáneas por segundo.
Una de las aplicaciones más importantes de la nueva tecnología es para la citometría, una técnica usada habitualmente para los análisis de sangre. Los analistas de sangre pueden contar células y extraer información sobre su tamaño, pero no pueden sacar imágenes de cada célula ya que las cámaras actuales no tienen ni la suficiente velocidad ni la suficiente sensibilidad. Y obtener imágenes de células es clave para distinguir las células enfermas de las células sanas. Hoy en día, este trabajo se hace manualmente con un microscopio y a partir de una pequeña muestra de sangre.
Pero ¿qué ocurre si se necesita detectar la presencia de células muy extrañas que, aunque pequeñas en número, indican ya los primeros estadios de una enfermedad? Un buen ejemplo son las células tumorales que circulan por la sangre junto a miles de millones de células sanas y que son las precursoras de las metástasis.
La probabilidad de que una de estas células sea detectada en una pequeña muestra de sangre bajo el microscopio es insignificante -explica Bahram Jalali-. Para encontrarlas se necesitan analizar miles de millones de células. Esta nueva tecnología de alta velocidad es una posible solución para la detección de estas células raras.
La técnica, llamada Serial Time-Encoded Amplified imaging ("Captura de imágenes en serie codificadas en el tiempo y amplificadas"), o STEAM, funciona capturando cada imagen con un pulso láser ultracorto, un flash de luz que dura sólo una mil millonésima parte de segundo. Cada uno de estos pulsos de láser contiene una instantánea completa, que es amplificada y simultáneamente estirada en el tiempo hasta el punto que es lo suficientemente lenta como para ser captada por un digitalizador electrónico.
El problema de captar imágenes de este tipo es que la cámara se vuelve cada vez más sensible, a medida que las imágenes que debe captar se vuelven más y más veloces. A medida que aumenta el porcentaje de instantáneas que hay que captar, hay menos tiempo para recoger los fotones de cada una de esas instantáneas antes de que la señal se vuelva más débil.
El nuevo sistema soluciona este problema porque es la primera que incorpora amplificación de imagen óptica. Se trata de un truco óptico que da como resultado una foto de sólo representa la 440 trillonésima parte de un segundo.
Según sus creadores, el sistema puede llegar a captar hasta diez millones de imágenes por segundo, a doscientas mil veces más velocidad que una cámara de vídeo convencional.
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