You are more transparent than you think - Sajan Saini

Traductor: Paula Motter Revisor: Sebastian Betti

It’s an increasingly common sight in hospitals around the world:

Una imagen cada vez más común en los hospitales de todo el mundo

a nurse measures our height, weight, blood pressure,

es la de una enfermera que nos mide la altura, el peso y la presión arterial,

and attaches a glowing plastic clip to our finger.

y nos coloca en el dedo una pinza de plástico que emite luz.

Suddenly, a digital screen reads out the oxygen level in our bloodstream.

De inmediato, una pantalla digital registra el nivel de oxígeno en la sangre.

How did that happen?

¿Cómo es posible?

How can a plastic clip learn something about our blood…

¿Cómo es que un dispositivo de plástico proporciona datos sobre la sangre

without a blood sample?

sin que nos extraigan una muestra?

Here’s the trick:

Veamos cuál es el truco:

our bodies are translucent,

nuestro cuerpo es translúcido,

meaning they don’t completely block and reflect light.

es decir que no bloquea la luz de manera total, ni tampoco la refleja.

Rather, they allow some light to actually pass through our skin,

En realidad, un poco de luz puede atravesar la piel,

muscles, and blood vessels.

los músculos y los vasos sanguíneos.

Don’t believe it?

¿No te convences?

Hold a flashlight to your thumb.

Pon una linterna encendida detrás del pulgar.

Light, it turns out, can help probe the insides of our bodies.

Sucede que la luz nos permite estudiar el cuerpo por dentro.

Consider that medical fingerclip—

Volvamos al dispositivo médico que se coloca en el dedo.

it’s called a pulse oximeter.

Recibe el nombre de "oxímetro de pulso".

When you inhale, your lungs transfer oxygen into hemoglobin molecules,

Cuando inhalamos, los pulmones permiten el ingreso de oxígeno

en las moléculas de hemoglobina,

and the pulse oximeter measures the ratio of oxygenated to oxygen-free hemoglobin.

y el oxímetro de pulso mide la relación entre la hemoglobina oxigenada

y la hemoglobina no oxigenada.

It does this by using a tiny red LED light on one side of the fingerclip,

Lo hace mediante una diminuta luz LED roja adosada a un lado de la pinza,

and a small light detector on the other.

y un pequeño detector de luz incorporado al otro lado.

When the LED shines into your finger,

Cuando la luz LED ilumina el dedo,

oxygen-free hemoglobin in your blood vessels absorbs the red light

la hemoglobina no oxigenada de los vasos sanguíneos absorbe la luz roja

more strongly than its oxygenated counterpart.

con mayor intensidad que la hemoglobina oxigenada.

So the amount of light that makes it out the other side

Por eso, la cantidad de luz que logre atravesar el dedo

depends on the concentration ratio of the two types of hemoglobin.

dependerá del nivel de concentración en los dos tipos de hemoglobina.

But any two patients will have different-sized blood vessels in their fingers.

Pero los vasos sanguíneos de los dedos

pueden diferir en tamaño según el paciente.

For one patient, a saturation reading of ninety-five percent

En un caso, un nivel de saturación del 95 %

corresponds to a healthy oxygen level,

corresponde a un nivel normal de oxigenación.

but for another with smaller arteries,

Pero en un paciente con arterias más pequeñas,

the same reading could dangerously misrepresent the actual oxygen level.

los mismos valores podrían distorsionar peligrosamente

el verdadero nivel de oxígeno.

This can be accounted for with a second infrared wavelength LED.

Esto se solucionaría con una segunda luz LED de longitud de onda infrarroja.

Light comes in a vast spectrum of wavelengths,

La luz está compuesta por un amplio espectro de longitudes de ondas,

and infrared light lies just beyond the visible colors.

y la luz infrarroja se ubica apenas pasando el límite de los colores visibles.

All molecules, including hemoglobin,

Todas las moléculas, incluida la hemoglobina,

absorb light at different efficiencies across this spectrum.

absorben con distinta intensidad las luces del espectro.

So contrasting the absorbance of red to infrared light

Por ello, si comparamos la absorción de la luz roja con la infrarroja,

provides a chemical fingerprint to eliminate the blood vessel size effect.

obtendremos una huella química para descartar el efecto

ocasionado por el tamaño de los vasos sanguíneos.

Today, an emerging medical sensor industry is exploring all-new degrees

Actualmente, hay una industria emergente en sensores médicos

para analizar con precisión todo tipo de huellas químicas

of precision chemical fingerprinting,

using tiny light-manipulating devices no larger than a tenth of a millimeter.

mediante diminutos dispositivos que funcionan a base de luz

y no superan una décima de milímetro.

This microscopic technology,

Esta tecnología microscópica,

called integrated photonics,

llamada "fotónica integrada",

is made from wires of silicon that guide light—

consiste en cables de silicio que guían la luz,

like water in a pipe—

como el agua en una cañería,

to redirect, reshape, even temporarily trap it.

para redireccionarla, reformarla e incluso atraparla temporalmente.

A ring resonator device, which is a circular wire of silicon,

Un resonador de anillo, que es un cable circular de silicio,

is a light trapper that enhances chemical fingerprinting.

atrapa la luz y mejora la detección de las huellas químicas.

When placed close to a silicon wire,

Cuando está cerca de un cable de silicio,

a ring siphons off and temporarily stores only certain waves of light—

un anillo separa y almacena temporalmente solo ciertas ondas de luz,

those whose periodic wavelength fits a whole number of times

aquellas cuya longitud de onda periódica cabe un número entero de veces

along the ring’s circumference.

en la circunferencia del anillo.

It’s the same effect at work when we pluck guitar strings.

Es el mismo efecto que se produce cuando punteamos las cuerdas de una guitarra.

Only certain vibrating patterns dominate a string of a particular length,

Solo ciertos patrones vibratorios predominan

en una cuerda de determinada longitud

to give a fundamental note and its overtones.

para producir una nota particular junto con sus sobretonos.

Ring resonators were originally designed

Los resonadores de anillo fueron originalmente diseñados

to efficiently route different wavelengths of light—

para dirigir con eficiencia distintas longitudes de onda,

each a channel of digital data—

cada una de las cuales es un canal de datos digitales,

in fiber optics communication networks.

en redes de comunicación por fibra óptica.

But some day this kind of data traffic routing

Pero algún día, esta forma de guiar el tráfico de datos

may be adapted for miniature chemical fingerprinting labs,

podría adaptarse a partir de laboratorios de huellas químicas en miniatura

on chips the size of a penny.

incorporados en chips del tamaño de una moneda.

These future labs-on-a-chip may easily, rapidly,

Estos futuros laboratorios dentro de un chip podrían detectar

and non-invasively detect a host of illnesses,

de manera sencilla, rápida y no invasiva una serie de enfermedades

by analyzing human saliva or sweat in a doctor’s office

con el análisis de la saliva o el sudor de una persona en el consultorio

or the convenience of our homes.

o desde la comodidad del hogar.

Human saliva in particular

La saliva humana, en particular,

mirrors the composition of our bodies’ proteins and hormones,

refleja la composición de las proteínas y hormonas del organismo

and can give early-warning signals for certain cancers

y puede dar señales tempranas de la existencia de ciertos cánceres

and infectious and autoimmune diseases.

y de enfermedades infecciosas e autoinmunes.

To accurately identify an illness,

Para identificar una enfermedad de manera precisa,

labs-on-a-chip may rely on several methods,

un chip de este tipo puede valerse de varios métodos,

including chemical fingerprinting,

como la identificación de huellas químicas,

to sift through the large mix of trace substances in a sample of spit.

para filtrar la gran mezcla de restos de sustancias en una muestra de saliva.

Various biomolecules in saliva absorb light at the same wavelength—

Las distintas biomoléculas de la saliva absorben luz en la misma longitud de onda,

but each has a distinct chemical fingerprint.

pero cada una tiene una huella química particular.

In a lab-on-a-chip, after the light passes through a saliva sample,

En estos chips, una vez que la luz atraviesa la muestra de saliva,

a host of fine-tuned rings

una serie de anillos muy bien afinados

may each siphon off a slightly different wavelength of light

pueden separar una longitud de onda levemente distinta

and send it to a partner light detector.

y enviarla a su detector de luz correspondiente.

Together, this bank of detectors will resolve

En conjunto, este grupo de detectores identificará

the cumulative chemical fingerprint of the sample.

la huella química acumulada en la muestra.

From this information, a tiny on-chip computer,

Con esta información, una pequeña computadora integrada en un chip

containing a library of chemical fingerprints for different molecules,

que contiene una biblioteca de huellas químicas para las distintas moléculas,

may figure out their relative concentrations,

puede calcular las concentraciones relativas

and help diagnose a specific illness.

y ayudar a diagnosticar una enfermedad en particular.

From globe-trotting communications to labs-on-a-chip,

De comunicaciones por todo el mundo a laboratorios contenidos en un chip,

humankind has repurposed light to both carry and extract information.

la humanidad le ha dado un nuevo sentido al uso de la luz

tanto para transmitir como para extraer información.

Its ability to illuminate continues to astonish us with new discoveries.

La luz nos sigue iluminando para sorprendernos con nuevos descubrimientos.