نوبل پزشکی ۲۰۲۶ به «کنترل سلول‌های عصبی با نور» رسید
به گزارش خبرگزاری آنا؛ این جایزه به سه دانشمند برای کشفیات و پژوهش‌هایی در زمینه «اپتوژنتیک» (Optogenetics) اعطا شده است؛ روشی که به پژوهشگران اجازه می‌دهد فعالیت سلول‌های عصبی را با استفاده از نور کنترل کنند. این فناوری امکان مطالعه دقیق‌تر مدار‌های عصبی مرتبط با حافظه، احساسات و رفتار را در مغز زنده فراهم کرده و زمینه‌ای تازه در علوم اعصاب ایجاد کرده است.
به نقل از سایت «موسسه کارولینسکا» (Karolinska Institutet) و «جایزه نوبل» (Nobel Prize)؛ «پیتر هگمان» (Peter Hegemann) استاد دانشگاه هومبولت برلین، «گئورگ ناگل» (Georg Nagel) استاد دانشگاه وورتسبورگ و «کارل دایسروت» (Karl Deisseroth) استاد دانشگاه استنفورد و پژوهشگر مؤسسه پزشکی هاوارد هیوز هستند. دستاورد‌های این سه دانشمند بر پایه شناسایی پروتئین‌های حساس به نور و استفاده از آنها برای کنترل فعالیت سلول‌های عصبی شکل گرفته است.
از یک جلبک تک‌سلولی تا کنترل نورون‌ها
پژوهش‌های منتهی به این دستاورد با پرسشی درباره رفتار یک جلبک تک‌سلولی آغاز شد. پیتر هگمان می‌خواست بداند جلبک «کلامیدوموناس» (Chlamydomonas) چگونه می‌تواند در جهت منبع نور حرکت کند.
هگمان و گئورگ ناگل در اوایل دهه ۲۰۰۰ پروتئینی به نام «کانال‌رودوپسین» (Channelrhodopsin) را در این جلبک شناسایی کردند. این پروتئین در سطح سلول قرار دارد و به نور حساس است. هنگامی که نور آبی به آن تابیده می‌شود، کانالی در پروتئین باز می‌شود و یون‌های دارای بار الکتریکی وارد سلول می‌شوند. ورود این یون‌ها موجب ایجاد یک پیام الکتریکی در سلول می‌شود.
پژوهشگران همچنین دریافتند که اگر ژن تولیدکننده این پروتئین را وارد سلول‌های دیگر کنند، آن سلول‌ها نیز می‌توانند به نور حساس شوند. همین ویژگی، کانال‌رودوپسین را به ابزاری مناسب برای کنترل فعالیت سلول‌ها تبدیل کرد.
تبدیل نور به ابزار کنترل فعالیت مغز
کارل دایسروت در ادامه این یافته را به سلول‌های عصبی گسترش داد. او ژن کانال‌رودوپسین را وارد سلول‌های عصبی موش‌های صحرایی کرد و نشان داد که می‌توان با تاباندن نور آبی، فعالیت این سلول‌ها را تحریک و یک پیام عصبی ایجاد کرد.
دایسروت این دستاورد را در سال ۲۰۰۵ منتشر کرد و دو سال بعد توانست از این روش برای کنترل فعالیت سلول‌های عصبی در مغز موش‌های زنده استفاده کند.
این روش که بعد‌ها «اپتوژنتیک» نام گرفت، به پژوهشگران اجازه می‌دهد گروه‌های مشخصی از نورون‌ها را با دقت بالا فعال یا مهار کنند. در نتیجه، دانشمندان می‌توانند بررسی کنند که فعال شدن یک گروه مشخص از سلول‌های عصبی چه تأثیری بر یک رفتار، احساس یا فرایند ذهنی دارد.
پیش از ظهور اپتوژنتیک، دانشمندان می‌توانستند ارتباط میان برخی نواحی مغز و عملکرد‌های مختلف را بررسی کنند، اما اثبات اینکه فعالیت یک مدار عصبی مشخص مستقیماً باعث ایجاد یک رفتار یا عملکرد خاص می‌شود، دشوار بود. اپتوژنتیک این امکان را فراهم کرد که فعالیت سلول‌های عصبی به‌صورت کنترل‌شده تغییر داده شود و پیامد‌های آن مورد بررسی قرار گیرد.
کاربرد در مطالعه بیماری‌های عصبی
پژوهشگران با استفاده از اپتوژنتیک توانسته‌اند مدار‌های عصبی مرتبط با انواع خاصی از خاطرات، احساسات و رفتارها را شناسایی کنند. این موضوع برای مطالعه اختلالات عصبی و روان‌پزشکی اهمیت دارد، زیرا بسیاری از این بیماری‌ها با تغییر در عملکرد مدار‌های عصبی مرتبط هستند.
این فناوری همچنین وارد حوزه پزشکی شده است. پژوهشگران در مطالعات بالینی در حال بررسی امکان استفاده از روش‌های مبتنی بر اپتوژنتیک برای کمک به بازگرداندن بینایی در افرادی هستند که دچار اختلالات بینایی شده‌اند.
اپتوژنتیک درک دانشمندان از عملکرد مغز را به شکل قابل‌توجهی تغییر داده و ابزار جدیدی برای بررسی ارتباط میان فعالیت نورون‌ها و عملکرد‌های پیچیده مغز در اختیار پژوهشگران قرار داده است. این روش اکنون یکی از ابزار‌های مهم علوم اعصاب برای بررسی چگونگی شکل‌گیری خاطرات، احساسات و رفتارها در مغز به شمار می‌رود.
انتهای پیام/