Mokslininkai išmoko valdyti smegenų ląsteles šviesa – už šį proveržį skirta 2026 m. Nobelio premija

Sekite TechNaujienos Google

Technologija, kuri prieš kelis dešimtmečius būtų skambėjusi kaip mokslinė fantastika, tapo vienu svarbiausių šiuolaikinio neuromokslo įrankių. 2026 m. Nobelio fiziologijos arba medicinos premija skirta Karlui Deisserothui, Peteriui Hegemannui ir Georgui Nageliui už atradimus, susijusius su šviesai jautriais jonų kanalais ir optogenetika.

Optogenetikos esmė stulbinamai paprasta: tam tikros ląstelės genetiškai pakeičiamos taip, kad reaguotų į šviesą. Tada trumpu konkretaus bangos ilgio šviesos impulsu mokslininkai gali suaktyvinti arba nuslopinti pasirinktų neuronų veiklą.

Tai leidžia ne tik stebėti smegenis, bet ir eksperimentiškai patikrinti, ką konkretus nervų tinklas iš tiesų daro. Nobelio komitetas laureatus įvertino už atradimus, kurie pavertė šią idėją praktiškai veikiančia technologija.

Nuo dumblių baltymo iki „jungiklio“ smegenyse

Vienas svarbiausių optogenetikos pagrindų atsirado tyrinėjant šviesai jautrius baltymus mikroorganizmuose. Hegemannas ir Nagelis prisidėjo prie channelrhodopsinų – jonų kanalų, reaguojančių į šviesą – supratimo. Šie baltymai natūraliai padeda tokiems organizmams kaip dumbliai reaguoti į aplinkos šviesą.

Naujausi straipsniai

3 min. skaitymo • prieš 6 minutės

SBU dronai už 500 km smogė Rusijos aerodromui – skelbia sunaikinę Su-35 ir Su-34

2 min. skaitymo • prieš 7 minutės

Ukraina smogė dronų paleidimo bazei ir vadavietei – kliuvo keliems svarbiems Rusijos objektams

3 min. skaitymo • prieš 7 minutės

Rusija per naktį paleido 137 dronus – beveik kas trečias buvo reaktyvinis

Visi naujausi straipsniai →

Deisserotho ir kitų tyrėjų darbas parodė, kad tokius baltymus koduojančius genus galima įterpti į neuronus. Apšvietus tik tas ląsteles, kurios turi šviesai jautrų kanalą, galima labai greitai pakeisti jų elektrinį aktyvumą.

Čia ir slypi optogenetikos revoliucija. Elektrinis elektrodas stimuliuoja visas netoliese esančias ląsteles, o vaistai gali veikti didelius audinių plotus ir ilgai išlikti organizme. Optogenetika leidžia pasirinkti konkrečią ląstelių grupę ir ją veikti milisekundžių tikslumu.

Dėl to tyrėjai gali patikrinti, kurie neuronų tinklai susiję su atmintimi, baime, atlygiu, judėjimu, miegu ar kitomis funkcijomis. Tai tapo vienu iš pagrindinių būdų iš priežasties atskirti paprastą koreliaciją: jei įjungus konkrečią neuronų grupę pasikeičia elgesys, galima daug tiksliau suprasti jos vaidmenį.

Europos Komisija, sveikindama laureatą Peterį Hegemanną, pabrėžė, kad jo ir kolegų atradimai pakeitė mokslininkų galimybes tirti smegenų veiklą. Hegemanno tyrimus anksčiau finansavo ir Europos mokslinių tyrimų taryba.

Didžiausias poveikis kol kas – laboratorijose, bet atsiranda ir medicinos galimybių

Optogenetika jau plačiai naudojama gyvūnų modeliuose, tačiau žmogaus smegenų gydymas šviesa yra daug sudėtingesnis. Reikia saugiai pristatyti šviesai jautrius genus į tinkamas ląsteles ir pasiekti jas šviesa, o giliau esančiuose smegenų audiniuose tai techniškai nelengva.

Vis dėlto technologija jau peržengė grynosios laboratorijos ribas. Reuters pažymi, kad optogenetikos principai tiriami gydant paveldimą aklumą, kuriant naujas klausos atkūrimo technologijas bei ieškant būdų geriau suprasti tokias būkles kaip Parkinsono liga, epilepsija, šizofrenija ar Alzheimerio liga.

Svarbu nepervertinti Nobelio premijos kaip ženklo, kad dabar gydytojai galės „įjungti“ ar „išjungti“ žmogaus mintis. Premija skirta fundamentaliam metodui, kuris leido mokslininkams precedento neturinčiu tikslumu tirti nervų sistemas.

Tačiau būtent tokie metodai dažnai tampa pagrindu klinikinėms technologijoms po daugelio metų. Elektrinė gilioji smegenų stimuliacija, genų terapija ir pažangūs implantai taip pat ilgai buvo eksperimentiniai metodai, kol atsirado konkretūs medicininiai pritaikymai.

TechNaujienos.lt neseniai rašė apie tai, kad DI jau gali atkurti dalį vaizdo iš smegenų skenavimo. Optogenetika juda priešinga kryptimi – ne tik skaito smegenų signalus, bet leidžia labai tiksliai juos keisti.

Viršelio vaizdas: Doneuron / Cooper Laboratory, University of Colorado Boulder. Naudojama pagal CC BY-SA 3.0; originalus failas – Wikimedia Commons.

Apie Nobelio sprendimą skelbia Reuters, o Europos Komisijos pranešimą apie Peterį Hegemanną galima rasti čia.