Pela primeira vez, em 27 de março de 1956, foi o Dr. Javier Torroella Bueno, MDS, um respeitado oftalmologista. O primeiro relatório nos olhos da imagem emitido por um médico, ele certifica a presença de uma tripla reflexão (Samson-Purkinje efeito), característica de todo olho humano vivo e situa que no resultado, as imagens estão localizadas exatamente onde elas deveriam estar de acordo com tal efeito, e também que a distorção das imagens combina com a curvatura da córnea.
No mesmo ano outro oftalmologista, Dr. Rafael Torrija Lavoignet, examinou os olhos da imagem com um oftalmoscópio em grande detalhe. Ele observou a aparente figura humana nas córneas nos dois olhos, com a localização e distorção de um olho humano normal e, especialmente, notou uma singular aparência dos olhos: eles parecem estranhamente vivos quando examinados.
Vários outros exames dos olhos da imagem na tilma foram feitos por oftalmologistas depois dessas primeiras. Com mais ou menos detalhes todos concordam com as conclusões desses médicos mencionados acima. Mas um novo e fascinante tipo de análise dos olhos começou em 1979, quando o Dr. Jose Aste Tonsmann, Ph D, graduado pela Universidade Cornell, trabalhando para IBM em processamento digital de imagens, ao digitalizar em um scanner de altíssima resolução, uma ótima fotografia da face da Virgem, tomada diretamente da tilma original.
Depois de filtrar e processar as imagens digitalizadas dos olhos para eliminar os ruídos e acentuá-las, fez algumas surpreendentes descobertas: não só era claramente visível em ambos os olhos o busto humano , mas outras figuras humanas eram também visíveis!Dr. Aste Tonsmann publicou, os seus últimos estudos sobre os olhos na tilma, com completos detalhes e fotografias. Talvez um dos aspectos mais fascinantes de seu trabalho em sua opinião é de que Nossa Senhora não só nos desejava sua imagem impressa como prova de sua aparição, mas também certas mensagens que permaneceram escondidas em seus olhos para serem reveladas quando a tecnologia permitisse descobri-las e em um tempo em que fossem mais necessárias.
Este seria o caso da imagem de uma família presente no centro dos olhos da Virgem, em momentos em que a Família se encontra precisamente ante a sérios ataques em nossos dias. A imagem de várias figuras humanas que parecem constituir uma família ( incluindo várias crianças e um bebê levado nas costas por sua mãe, como se acostumava no século XVI ), aparecem no centro da pupila da Virgem, como centro de sua visão, como se pode verificar nesta excelente imagem do olho direito ressaltando a família, cedida gentilmente pelo Dr. Aste Tonsmann.
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