La mirada microscópica y lo real.

El 24 de octubre de 1632 nacía van Leeuwenhoek  . Hasta Google nos lo recordó con uno de sus “doodles”. Y con él nacería el microscopio. Una sola lente fue necesaria. Algo simple pero extraordinariamente potente. Quien vea por primera vez una imagen de ese microscopio se asombrará

ante su forma y más aun si se le dice que con un instrumento así pueden ser vistos espermatozoides y microorganismos. Los microscopios compuestos tardaron algo más en llegar y superar a ese primitivo y a la vez fantástico microscopio. Hoy en día puede construirse algo similar, con el mismo fundamento, si se tiene paciencia para ello. Basta con materiales sencillos. 

La refracción de la luz a través de una o más lentes acaba proporcionando una imagen ampliada de lo que se observa. En realidad, cualquier microscopio recoge, más bien, un efecto de difracción que después es transformada en imagen de modo directo, mediante lentes ópticas o electrónicas, o, como en el caso de los rayos X, haciendo uso de un procedimiento matemático conocido como síntesis de Fourier. 

Hoy en día hay una amplia variedad de objetivos y oculares, cada uno de ellos con un conjunto de lentes corregidas para evitar aberraciones cromáticas y de esfericidad. Se habla de objetivos acromáticos, apocromáticos, plan-apocromáticos, y de variantes de microscopía óptica, de fases, de polarización, óptica de Nomarsky, etc.

Pronto, con Abbe  , se creyó que el poder de resolución de los microscopios tenía un límite inherente a la llamada apertura numérica y a la longitud de onda de la luz utilizada. Parecía que la naturaleza de la luz suponía un límite físico insuperable y el único modo de alcanzar mayor resolución vino de la mano de una radiación de menor longitud de onda que la visible, la proporcionada por electrones acelerados. Nacía el microscopio electrónico con sus variantes  recompensado con el premio Nobel de 1986 . La difracción de rayos X por cristales de proteínas o de ácidos nucleicos supuso una forma de visión microscópica a escala molecular aunque en este caso hubiera de obtenerse matemáticamente, en ausencia de lentes capaces de formar imágenes. Más tarde, haciendo uso de efectos cuánticos, se lograron microscopios de barrido (de efecto túnel, de fuerza atómica) de apariencia simple con los que se lograba ver superficies resolviendo en ellas alturas de un átomo. Incluso esos átomos podían manipularse.

Pero hay que ser cuidadoso a la hora de establecer límites, por intrínsecos que parezcan. La microscopía STED (Stimulated Emission Depletion) lograba traspasar el limitado poder de resolución que Abbe había otorgado a la luz visible, jugando precisamente con ella en forma de láser. Algo tan importante supuso el premio Nobel de 2014 para quienes lo desarrollaron (Betzig, Hell y Moerner) . Y ya antes, jugando con la estructura mecánica, había nacido una forma muy poderosa de microscopía, la confocal , que, al permitir enfocar cada punto con gran nitidez, facilitaba, mediante reconstrucción por ordenador, estudiar de modo tridimensional las células dispuestas en el portaobjetos.

Surge una pregunta obvia. ¿Qué vemos con un microscopio? En algunos casos, los menos, la respuesta es simple: lo que colocamos en el portaobjetos: bacterias o paramecios en agua, por ejemplo. Pero generalmente llegar a ver algo de interés supone una técnica muy laboriosa de preparación de lo que se desea estudiar, mediante tinciones de mayor o menor complejidad (Golgi y Cajal hicieron buen uso de las de plata), métodos inmunológicos con los que adherir un fluorocromo a una molécula de interés, o mediante marcado isotópico (llamado autorradiografía, Calvin elucidó así la bioquímica relacionada con la fotosíntesis, lo que le valió la concesión de un premio Nobel en 1961).

Un método de gran poder reside en utilizar la proteína fluorescente verde  o sus derivados. La naturaleza siempre es rica en proporcionarnos medios. Estas pequeñas proteínas fluorescentes pueden asociarse por métodos genéticos a otras proteínas de interés que serán así “marcadas” y observables en células vivas. También este método supuso el premio Nobel en 1980 para quienes lo descubrieron y desarrollaron, Shimoura, Chalfie y Tsien.
 

Tantos galardones Nobel para la mirada microscópica revelan que en Ciencia puede ser mucho más importante descubrir un método que un resultado, ya que un método permite la apertura de nuevos modos de contemplación de la naturaleza; los resultados vendrán después.

Las posibilidades que ofrece la nanotecnología no hacen sino enriquecer el panorama de la visión que puede lograrse a través del microscopio. Los Quantum Dots  han ampliado el abanico de posibilidades del marcado por fluorescencia y facilitado el estudio de relaciones funcionales con técnicas como la transferencia de energía de resonancia. 

De nuevo, la pregunta, ¿Qué vemos? que se relaciona claramente con otra, ¿Qué queremos ver? La respuesta a la primera depende de la que le damos a la segunda. Una imagen de un corte de tejido teñido con colorantes habituales o haciendo uso de técnicas inmunoquímicas tiene un gran interés diagnóstico. El resultado del análisis microscópico de una biopsia suele ser concluyente y pocas veces discutido, un resultado que puede sosegar o anunciar un pronóstico oscuro. En este caso, lo que queremos ver es una imagen diagnóstica de la que inferir un pronóstico vital. Con eso es suficiente. No importa mucho el detalle de cada célula ni que esté muerta para poder teñirla; basta con su aspecto, con la visión de conjunto del corte tisular observado. 

Pero podemos querer ver algo más. Podemos querer ver propiamente una célula, por ejemplo. ¿La vemos así? Es discutible. En realidad, tenemos sólo una imagen parcial que nos permite observar algo de ella y, a partir de ahí, en conjunción con datos bioquímicos y biofísicos, establecer lo que se llama un modelo. Un modelo de integración de distintas visiones, pero modelo al fin y al cabo, generalmente estático. 

Lo que vemos se acerca cada día más a lo real, pero sin llegar a tocarlo. No se trata sólo de aumentar la resolución, de detectar moléculas o actividades concretas, sino del sueño de ver una simple célula en su vida habitual. Podemos incluso manipular células, extraerles su núcleo e introducirles el de otra; un microscopio invertido nos permitirá ver lo esencial para poder hacerlo. Pero siempre acabaremos topándonos con esa imposibilidad de alcanzar lo real. Es más difícil ver una célula que un árbol. Claro que tampoco resulta fácil ver de verdad un árbol.  

El microscopio nos acerca a lo real. También un telescopio. También lo hace el descubrimiento de la legalidad física. Pero ese real siempre esconderá algo, lo más esencial. La aproximación científica a él podrá ser asintótica pero, como en el caso de las rectas paralelas, no parece probable alcanzarlo, quedando siempre abiertas cuestiones que ya no serán científicas sino filosóficas.