ფიზიოლოგიისა და მედიცინის დარგში 2026 წლის ნობელის პრემია 3 მეცნიერს გადაეცა. ესენი არიან კარლ დეისერო, პიტერ ჰეგემანი და გეორგ ნაგელი. მათ ჯილდო ოპტოგენეტიკისა და სინათლით კონტროლირებადი იონური არხების შესახებ აღმოჩენებისთვის მიიღეს.

პირველი ბიოლოგიური მეთოდია, რომელიც სინათლით ნეირონებისა და სხვა ტიპის უჯრედების მანიპულაციას გულისხმობს. მეორე კი ელექტრომაგნიტური რადიაციის მეშვეობით იონური არხების (ფორების წარმომქმნელი მემბრანული ცილები) რეგულირებას ნიშნავს.

ჰეგემანმა და ნაგელმა აღმოაჩინეს ცილა, რომელსაც უნიკალური მახასიათებლები აქვს. ნებისმიერ უჯრედში მოთავსებისას ის მათ სინათლის მიმართ მგრძნობიარეს ხდის. დეისერომ ამ ცილაზე პასუხისმგებელი გენი ვირთხების ნერვულ უჯრედებში გაააქტიურა. ლურჯი სინათლით მათი განათებით მეცნიერმა ნერვული სიგნალის პროვოცირება შეძლო. მოგვიანებით იგივე მეთოდი ცოცხალი თაგვების ტვინზეც წარმატებით გამოცადა.

ამ ტექნიკას ახლა ოპტოგენეტიკა ეწოდება, რომელიც გლობალური მასშტაბით მნიშვნელოვანი აღმოჩნდა და ნეირომეცნიერება განვითარების ახალ ეტაპზე გადაიყვანა.

ოპტოგენეტიკა

წყალმცენარე ქლამიდომონა სინათლეს სტიგმით (ფოტორეცეპტორული ორგანელი) აღიქვამს. ძლიერი სიკაშკაშისას ის სინათლის წყაროსკენ გადაადგილდება.

ფოტო: The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén

ეს მეთოდი იმის შესწავლის საშუალებას გვაძლევს, თუ როგორ ახერხებენ ნერვული უჯრედები მოგონებების, გრძნობებისა და ქცევების ფორმირებას. ამისთვის პირველი ნაბიჯი ადრეულ 2000-იან წლებში ცილის აღმოჩენა იყო, რომელსაც არხული როდოფსინი ეწოდება. მას ერთუჯრედიან მწვანე წყალმცენარეში, ქლამიდომონებში, მიაგნეს.

პიტერ ჰეგემანი დაინტერესდა, რამდენად შეძლებდა არხული როდოფსინი სინათლის წყაროსკენ გადაადგილებას. გაირკვა, რომ ლურჯი სინათლის ქვეშ ცილაში არხები იხსნება. ამის შემდეგ დამუხტული იონები უჯრედში "დინებას" იწყებს და ელექტრულ იმპულსს წარმოქმნის. დაადგინეს, რომ რომელ უჯრედშიც არ უნდა მოეთავსებინათ ეს ცილა, ისინი ნებისმიერ შემთხვევაში სინათლის მიმართ მგრძნობიარენი ხდებოდნენ.

სწორედ ამ მიგნებას დაეყრდნო კარლ დეისერო. მან არხული როდოფსინის ეფექტი ლაბორატორიულ პირობებში ცოცხალი ორგანიზმის — ვირთხის — ნეირონებზე დატესტა. ცილის შემცველი უჯრედები ლურჯი სინათლით გაანათა და შედეგიც მიიღო: ნერვული სიგნალი. ამის შესახებ ნაშრომი მან 2005 წელს გამოაქვეყნა. ორი წლის შემდეგ იგივე მექანიზმი ცოცხალი თაგვების ტვინში აამუშავა.

სწორედ ასე მივიღეთ ოპტოგენეტიკის მეთოდი, რომლის მეშვეობითაც მეცნიერებმა სპეციფიკურ მოგონებებზე, შეგრძნებებსა და ქცევებზე პასუხისმგებელი ნერვული წრედები გამოავლინეს. ისინი ნევროლოგიურ და ფსიქიატრიულ აშლილობებსაც უკავშირდება, ამიტომ მედიცინის თვალსაზრისით მნიშვნელოვანია. ამ ტექნიკის დახმარებით მკვლევრები მხედველობის პრობლემის მქონე ადამიანთა მდგომარეობის გამოსწორებას ცდილობენ.

ოპტოგენეტიკამ ტვინის ჩვენეული გაგება ფუნდამენტურად შეცვალა. ამის წყალობით ახალ-ახალ აღმოჩენებამდე მივდივართ, რომლებიც იმის ამოხსნაში გვეხმარება, თუ როგორ მუშაობს ჩვენი ტვინი.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, გამოიწერე ჩვენი ინსტაგრამი.