تحریریه‌ی «مداد»
جایزه نوبل پزشکی امسال به اختراعی رسیده که توضیح ساده‌اش تقریباً شبیه داستان‌های علمی‌تخیلی است: دانشمندان راهی پیدا کرده‌اند که گروه مشخصی از سلول‌های عصبی را به نور حساس کنند و سپس با تاباندن نور، آن‌ها را فعال یا غیرفعال کنند.
این فناوری «اپتوژنتیک» نام دارد و کارل دایسروت، پیتر هگمان و گئورگ ناگل برای کشفیاتی که به توسعه آن منجر شد، برندگان جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶ شده‌اند.
اما داستان یکی از مهم‌ترین ابزارهای امروزی مطالعه مغز، نه از مغز انسان، بلکه از یک جلبک سبز تک‌سلولی آغاز شد.
♦️ کلیدی که در یک جلبک پیدا شد
یک جلبک بسیار کوچک به نام «کلامیدوموناس» برای پیدا کردن نور و حرکت به سوی آن از پروتئین‌هایی حساس به نور استفاده می‌کند.
هگمان، ناگل و همکارانشان در جریان مطالعه همین جلبک متوجه شدند بعضی از این پروتئین‌ها رفتاری بسیار جالب دارند: با رسیدن نور، مانند یک کلید عمل می‌کنند و وضعیت الکتریکی سلول را تغییر می‌دهند.
اما کشف مهم‌تر این بود که ژن سازنده این «کلید نوری» را می‌توان به سلول‌های دیگر منتقل کرد.
به زبان ساده، دانشمندان حالا می‌توانستند سلولی را که در حالت عادی به نور حساس نیست، به سلولی تبدیل کنند که به نور پاسخ می‌دهد.
♦️ یک کلید نوری در مغز
گام بزرگ بعدی در سال ۲۰۰۵ برداشته شد.
کارل دایسروت و همکارانش نشان دادند که می‌توان این کلیدهای حساس به نور را در سلول‌های عصبی پستانداران قرار داد و سپس با پالس‌های بسیار کوتاه نور، آن نورون‌ها را فعال کرد.
به این ترتیب دانشمندان چیزی شبیه یک «کنترل از راه دور» برای سلول‌های مشخص مغز به دست آوردند.
اهمیت این اتفاق زمانی روشن می‌شود که بدانیم یکی از مشکلات بزرگ مطالعه‌ی مغز چیست.
فرض کنید دانشمندان مشاهده کنند هنگام ترسیدن یک حیوان، گروهی از سلول‌های مغزش فعال می‌شوند. این مشاهده به‌تنهایی ثابت نمی‌کند که همان سلول‌ها باعث ایجاد ترس شده‌اند.
اما حالا پژوهشگر می‌تواند آن گروه از سلول‌ها را به نور حساس کند و سپس خودش آن‌ها را روشن یا خاموش کند.
اگر با فعال‌کردن آن سلول‌ها رفتار حیوان تغییر کند، سرنخ بسیار قدرتمندتری درباره نقش واقعی آن‌ها به دست آمده است.
♦️ چرا این کشف آن‌قدر مهم بود که نوبل گرفت؟
پیش از این فناوری، دانشمندان می‌توانستند فعالیت مغز را مشاهده کنند یا قسمت‌هایی از آن را با الکترود تحریک کنند؛ اما هدف گرفتن دقیق یک نوع مشخص از سلول‌های عصبی بسیار دشوارتر بود.
اپتوژنتیک این وضعیت را تغییر داد.
در این روش، ژنتیک مشخص می‌کند کدام سلول‌ها باید به نور حساس شوند و نور مشخص می‌کند چه زمانی آن‌ها فعال یا غیرفعال شوند.
در دو دهه گذشته پژوهشگران با استفاده از این فناوری مدارهای عصبی مرتبط با خواب، حرکت، ترس، حافظه، یادگیری، انگیزه، پاداش، رفتار اجتماعی و اعتیاد را بررسی کرده‌اند.
البته اپتوژنتیک به این معنی نیست که دانشمندان اکنون می‌توانند با تاباندن نور به سر یک انسان، افکار یا رفتار او را کنترل کنند. برای استفاده از این روش ابتدا باید سلول‌های موردنظر به‌طور زیستی به نور حساس شوند و بخش عمده کاربرد آن همچنان در تحقیقات آزمایشگاهی است.
اما دستاورد بنیادی آن بسیار بزرگ بود:
دانشمندان دیگر مجبور نبودند فقط تماشا کنند که هنگام یک رفتار چه اتفاقی در مغز می‌افتد؛ حالا می‌توانستند بعضی از سلول‌های درگیر را روشن و خاموش کنند و ببینند آیا خود آن‌ها باعث تغییر رفتار می‌شوند یا نه.
همین توانایی، اپتوژنتیک را به یکی از مهم‌ترین ابزارهای علوم اعصاب مدرن تبدیل کرد و جایزه‌ی نوبل را برای ابداع‌کنندگان خود به ارمغان آورد.
Add comment