تهران- ایرنا- جایزه نوبل پزشکی ۲۰۲۶ به سه دانشمند رسید که با کشف اپتوژنتیک، راهی تازه برای کنترل سلول‌های عصبی با نور پیدا کردند. این فناوری به دانشمندان اجازه می‌دهد بفهمند کدام سلول‌های مغز مسئول چه کاری هستند و چطور می‌توان بیماری‌های عصبی و روانی را درمان کرد.
به گزارش گروه علمی ایرنا، وبگاه گاردین در گزارشی آورده است:
به گفته پژوهشگران، این روش همچنین توانسته بینایی را تا حدی به یک بیمار نابینا برگرداند و این کشف می‌تواند در آینده به درمان بیماری‌هایی مثل زوال عقل، صرع و اعتیاد کمک کند.
کارل دایسراث (Karl Deisseroth) از دانشگاه استنفورد، پیتر هگمان (Peter Hegemann) از دانشگاه هومبولت برلین و گئورگ ناگل (Georg Nagel) از دانشگاه وورتسبورگ، این جایزه را برای کشف کانال‌های یونی حساس به نور و اپتوژنتیک دریافت کردند.
مجمع نوبل در مؤسسه کارولینسکا در استکهلم سوئد، برندگان را روز دوشنبه (۱۳ مهر) اعلام کرد. هر یک از آن‌ها سهم مساوی از جایزه ۱۲ میلیون کرون سوئدی (حدود ۹۰۰ هزار پوند) را دریافت می‌کنند.
جایزه ۲۰۲۶، صد و هفدهمین‌بار اعطای این جایزه است. از میان ۲۳۵ برنده، با احتساب برندگان جدید، تنها ۱۴ نفر زن بوده‌اند و هیچ دانشمند سیاه‌پوستی این جایزه را دریافت نکرده است.
اپتوژنتیک چیست؟
در یک جمله، پژوهش این سه دانشمند به ساخت یک کلید حساس به نور منجر شد که می‌تواند سلول‌های عصبی را در مغز زنده کنترل کند؛ یعنی آن‌ها را روشن یا خاموش کند.
اپتوژنتیک یعنی استفاده از نور برای کنترل سلول‌های عصبی. این کار با واردکردن یک پروتئین حساس به نور به داخل سلول‌های عصبی انجام می‌شود. وقتی نور به این پروتئین می‌تابد، سلول عصبی روشن یا خاموش می‌شود.
جاناتان لوین (Jonathan Levin)، رئیس دانشگاه استنفورد، می‌گوید: کشف‌های دایسراث و همکارانش، درک ما از مدارهای عصبی و نقش آن‌ها در شکل‌دادن به احساسات، رفتار و موارد دیگر را عمیق‌تر کرده است.
او می‌گوید: این کشف اهمیت زیادی دارد؛ نه‌فقط برای فهمیدن مغز انسان، بلکه برای اینکه راهی تازه به سوی درمان بیماری‌های عصبی و روانی گشوده است.
از جلبک سبز تا کنترل مغز
این کار ریشه در پژوهش هگمان دارد. او می‌خواست بداند جلبک سبزی به نام کلامیدوموناس چطور به سمت نور شنا می‌کند.
عبدالمنیرا (Abdel El Manira)، استاد علوم اعصاب مؤسسه کارولینسکا و عضو مجمع نوبل، می‌گوید: او کشف کرد که نقطه چشمی این جلبک، پروتئینی حساس به نور دارد که نور را تقریباً بلافاصله به یک پیام الکتریکی تبدیل می‌کند و به جلبک امکان حرکت می‌دهد.
ناگل و هگمان این پروتئین‌ها را که کانال‌رودوپسین (channelrhodopsins) نام دارند، شناسایی کردند. کانال‌رودوپسین نوعی پروتئین است که وقتی نور به آن می‌تابد، راهی برای عبور ذرات باردار باز می‌کند.
آن‌ها با کار روی سلول‌های تخم قورباغه نشان دادند وقتی این پروتئین‌ها در معرض نور آبی قرار می‌گیرند، اجازه می‌دهند ذرات باردار (یون‌ها) وارد سلول شوند و یک پیام الکتریکی ایجاد کنند.
کار بعدی این دو نفر نشان داد وقتی دستورالعمل ژنتیکی یکی از این پروتئین‌ها وارد سلول‌های کلیه انسان یا موش می‌شود، آن سلول‌ها به نور حساس می‌شوند.
گامی فراتر
دایسراث این کشف را حتی فراتر برد. او با استفاده از موش‌ها نشان داد اگر ژن یک کانال‌رودوپسین را وارد سلول‌های عصبی کنیم، می‌توانیم با نور در آن‌ها پیام الکتریکی ایجاد کنیم.
او و همکارانش بعدها این روش را روی سلول‌های عصبی قشر حرکتی مغز موش‌ها به کار بردند. قشر حرکتی بخشی از مغز است که حرکت را کنترل می‌کند. آن‌ها با فیبرهای نوری کوچکی که از جمجمه موش عبور داده بودند، با نور حرکت سبیل‌های موش را تحریک کردند.
پژوهش‌های بعدی روی موش‌ها نشان داد این روش می‌تواند برای بررسی اینکه کدام شبکه‌های عصبی در شکل‌گیری حافظه‌های خاص، از جمله ترس، نقش دارند نیز استفاده شود.
از علم پایه تا درمان
این کار ریشه در علم پایه دارد، اما پیامدهای واقعی آن به سرعت ظاهر شده و حوزه‌ای از پزشکی به نام درمان اپتوژنتیک (استفاده از نور برای درمان بیماری‌ها) را به وجود آورده است.
در یک کارآزمایی، از این روش برای بازگرداندن نسبی بینایی مردی استفاده شد که به دلیل رتینیت پیگمنتوزا نابینا شده بود. رتینیت پیگمنتوزا نوعی بیماری است که به سلول‌های حساس به نور شبکیه آسیب می‌زند و به از دست‌رفتن بینایی منجر می‌شود.
در آن مورد، دستورالعمل ژنتیکی ساخت یک کانال‌رودوپسین با استفاده از یک ویروس بی‌ضرر به سلول‌های شبکیه چشم مرد منتقل شد.
سپس او عینکی با محرک نوری دریافت کرد که تصاویر دنیای اطرافش را می‌گرفت و آن‌ها را به تصاویر تک‌موج تبدیل می‌کرد و با پالس‌های نور روی شبکیه‌اش می‌انداخت.
نقشه عملکردی مغز
آنا وِدِل (Anna Wedell)، استاد مؤسسه کارولینسکا و عضو کمیته نوبل پزشکی، می‌گوید: کار برندگان، امکان‌های تازه‌ای برای نقشه‌برداری از مغز فراهم کرده است. حالا می‌توان فهمید کدام سلول‌ها مسئول چه کاری هستند و کدام‌ها با هم ارتباط دارند.
او می‌گوید: ما نقشه‌های آناتومیکی داشتیم، اما حالا ابزاری داریم که رابطه علت و معلولی نشان می‌دهد. پس می‌توانیم دقیقاً مشخص کنیم کدام سلول چه کاری انجام می‌دهد و کدام سلول مسئول رفتارها، احساسات و حافظه‌ها است.
به گفته وِدِل، با مطالعه روی حیوانات می‌توان فهمید مغز سالم چگونه کار می‌کند و وقتی مغز دچار اختلال می‌شود، مثلاً در بیماری‌هایی مثل زوال عقل، صرع و اعتیاد، چه اتفاقی می‌افتد.
او می‌گوید: با فهمیدن اینکه کدام سلول‌ها در این بیماری‌ها در موش فعال هستند، می‌توانیم بفهمیم در انسان کجا را باید بررسی کنیم.