همشهری آنلاین -یکتا فراهانی: کشفی که از مطالعه یک پروتئین حساس به نور در جلبک‌ها آغاز شد، امروز به یکی از مهم‌ترین ابزارهای علوم اعصاب تبدیل شده است. این فناوری به پژوهشگران اجازه می‌دهد فعالیت سلول‌های عصبی را با دقت بسیار بالا کنترل کنند و بهتر بفهمند مغز چگونه احساسات، خاطرات و رفتار را شکل می‌دهد. نوبل پزشکی امسال به سه دانشمند اهدا شده که هر کدام بخشی از مسیر رسیدن به این فناوری را هموار کردند.
از جلبک کوچک تا کشف بزرگ
کار داستان از سلول‌های یک جلبک تک‌سلولی آغاز شد. پیتر هگمان و گئورگ ناگل روی پروتئین‌های حساس به نور مطالعه کردند و به پروتئینی به نام Channelrhodopsin رسیدند؛ پروتئینی که می‌تواند با نور فعال شود و جریان یون‌ها را از غشای سلول عبور دهد. همین ویژگی بعدها امکان حساس‌کردن سلول‌های دیگر به نور را فراهم کرد.
کلید روشن و خاموش کردن نورون‌ها
به گزارش Reuters کارل دایسروت این یافته را به علوم اعصاب وارد کرد. او ژن مربوط به Channelrhodopsin را وارد سلول‌های عصبی کرد و نشان داد که می‌توان با تاباندن نور، فعالیت این سلول‌ها را تحریک کرد. به این ترتیب، پژوهشگران برای نخستین‌بار ابزاری در اختیار داشتند که می‌توانست فعالیت نورون‌های مشخص را با دقت بالا کنترل کند؛ روشی که بعدها «اپتوژنتیک» نام گرفت.
بیشتر بخوانید :
فناوری مهم برای شناخت مغز
یکی از دشواری‌های بزرگ علوم اعصاب این است که مغز از میلیاردها سلول عصبی تشکیل می شود و بسیاری از آنها همزمان فعالیت می‌کنند. اپتوژنتیک به دانشمندان اجازه می‌دهد گروه‌ها یا حتی سلول‌های مشخصی را هدف بگیرند و ببینند تغییر فعالیت آنها چه اثری بر رفتار یا عملکرد مغز دارد. به گفته کمیته نوبل، این روش اکنون در آزمایشگاه‌های سراسر جهان برای بررسی اسرار مغز استفاده می‌شود.
از آزمایشگاه تا امیدهای درمانی
اهمیت این فناوری فقط به شناخت مغز محدود نیست. پژوهشگران در حال بررسی کاربردهای درمانی آن نیز هستند؛ از جمله استفاده از پروتئین‌های حساس به نور برای بازگرداندن بخشی از بینایی در برخی بیماری‌های شبکیه و توسعه نسل‌های دقیق‌تر کاشت حلزون گوش. بااین‌حال، بخش بزرگی از ظرفیت اپتوژنتیک برای درمان مستقیم اختلالات مغزی هنوز در مرحله پژوهش قرار دارد.
سه دانشمند و یک تغییر بزرگ در علوم اعصاب
کارل دایسروت، پیتر هگمان و گئورگ ناگل جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶ را به‌طور مشترک دریافت کردند؛ جایزه‌ای که برای «کشف کانال‌های یونی دروازه‌شونده با نور و اپتوژنتیک» به آنها تعلق گرفت. این سه دانشمند نشان دادند که گاهی یک پرسش بنیادی درباره یک موجود بسیار ساده، مانند یک جلبک تک‌سلولی، می‌تواند در نهایت به ابزاری برای مطالعه پیچیده‌ترین عضو بدن انسان، یعنی مغز، تبدیل شود.