Il meccanismo del movimento ciliare.- VI. Analisi fotografica e stroboscopica del movimento ciliare

Se osservato con un’adeguata potenza del microscopio, un ciglio normalmente in movimento raramente, se non mai, dà l’impressione di un’immagine ben definita all’occhio umano. L’immagine sfocata, che si osserva, è dovuta alle idiosincrasie dell’occhio piuttosto che alla dimensione o alla velocità di movimento del ciglio. Come spiegato altrove (Gray, 1928), la punta di un ciglio attivo si muove raramente più rapidamente di 3 pollici al minuto, ma sta invertendo la direzione del suo movimento circa 30 volte al secondo. Affinché l’occhio registri un’immagine chiara di un oggetto in movimento, è essenziale che l’asse dell’occhio si muova simultaneamente nella direzione del movimento, poiché così facendo l’immagine dell’oggetto viene focalizzata sulla stessa regione della retina per un periodo di tempo richiesto. Poiché le ciglia normali invertono la loro direzione di movimento ad una frequenza molto superiore a quella che è possibile per l’asse dell’occhio umano, un ciglio in movimento registra, sulla retina, una serie di immagini strettamente adiacenti e superimposte che sono responsabili della sensazione di un’immagine sfocata. Finora l’analisi del movimento ciliare si è limitata a metodi che riguardano o il risultato netto dell’attività di un epitelio ciliato o il comportamento di singole ciglia la cui frequenza normale è stata artificialmente ridotta a un livello molto basso. Con l’uso di una macchina fotografica adatta del cinematografo e di un semplice stroboscopio questa limitazione di indagine può ampiamente essere superata. La prima sezione di questo lavoro si occupa dello sviluppo della tecnica necessaria ed è seguita da altri che riguardano problemi specifici del movimento ciliare. La forma e la durata delle due fasi di un singolo battito di un singolo ciglio possono essere registrate fotograficamente solo se il periodo di tempo coinvolto è grande rispetto alla durata di un singolo ciclo della fotocamera utilizzata. Se il periodo di battuta ciliare completa è 0 * 1 secondo, la frequenza minima della cinepresa deve essere dell’ordine di 100 esposizioni al secondo. Finora, frequenze di questo ordine si sono rivelate impraticabili, poiché l’apparato disponibile non consentirebbe frequenze superiori a 24 al secondo. Fortunatamente, la normale durata del battito delle grandi ciglia abfrontali sulle branchie di Mytilus edulis è dell’ordine di 0·5 secondi, e si è dimostrato possibile scattare 12 fotografie durante questo periodo. L’apparecchio utilizzato (Piastra 21, fig. 1) è una modifica di quello fornito da Messrs. E. Leitz, ed è costituito da un banco ottico, microscopio e fotocamera montato come un’unica unità e sospeso da molle verticali. Come fornito dai fabbricanti, l’apparecchio non registra la frequenza delle esposizioni e a tal fine sono stati impiegati due metodi alternativi. Il primo di questi è illustrato schematicamente nel testo-fig. 1. Un piccolo foro, L, si è esercitato in base ad una Ascania fotocamera, e in esso è montato un obiettivo di un 1-pollice microscopio obiettivo a cui è collegato un manicotto di metallo; all’interno della custodia è dotata di un piccolo a 4 volt endoscopio lampada (RL) le cui dimensioni sono di circa 2 mm. da 1 mm. Da adeguata regolazione, l’immagine della lampada può essere il bordo della pellicola fotografica (F) in quanto quest’ultimo si passa sopra con il movimento continuo ruota, in assorbimento tamburo (UD) della fotocamera. Nel circuito della lampada è posizionato il dispositivo di temporizzazione, TD. Quest’ultimo è costituito da un motore asincrono dotato di freno e che trasporta al posto del solito acciaio due dischi concentrici più piccoli. Una di queste (SD) è verniciata di bianco ed è divisa in 3° settori da una serie di linee nere. L’altro disco (TD) è composto da due metà, una di ottone e l’altra di gomma dura. Il circuito della lampada dell’endoscopio è realizzato attraverso il corpo del motore a T e il contatto scorrevole C. L’intero apparecchio è racchiuso in una scatola di legno dotata di una finestra e illuminato dall’interno da una lampada alternata (AL) di 60 cicli. Per calibrare l’indicatore di tempo, il motore viene acceso e il freno regolato fino a quando le linee nere sul disco (SD) appaiono stazionarie. A questo punto il disco interno TD gira una volta al secondo e il circuito della lampada dell’endoscopio è chiuso per mezzo secondo e aperto per mezzo secondo; con una corrente affidabile di 60 cicli, la temporizzazione del motore era notevolmente costante. Sullo sviluppo di una striscia di pellicola, bande alternate di luce e buio si trovano sul bordo del negativo e la lunghezza tra inizio di ogni banda scura dà la lunghezza della pellicola che passa attraverso il cancello della fotocamera al secondo, e quindi l’intervallo tra due fotografie successive può essere facilmente calcolato. È conveniente inserire un relè (R) tra il dispositivo di temporizzazione e il circuito della lampada e montare una luce pilota (PL) in serie con la lampada dell’endoscopio poiché quest’ultima non è visibile dall’esterno della fotocamera. C’è un’obiezione a questo tipo di registratore di tempo: la piccola lampada dell’endoscopio impiega un tempo piccolo ma misurabile per brillare alla chiusura della corrente, in modo che le lunghezze della pellicola che passano attraverso la fotocamera non possano essere determinate con molta precisione se non su intervalli completi di 1 secondo. Questa obiezione viene eliminata nel secondo tipo di registratore.

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