Το φετινό Nobel Prize in Physiology or Medicine απονεμήθηκε στους Peter Hegemann, Georg Nagel και Karl Deisseroth, τρεις επιστήμονες των οποίων η έρευνα άνοιξε έναν νέο δρόμο στη μελέτη του εγκεφάλου. Οι ανακαλύψεις τους γύρω από τις φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες και την οπτογενετική έδωσαν στους ερευνητές τη δυνατότητα να ελέγχουν με εξαιρετική ακρίβεια τη δραστηριότητα συγκεκριμένων νευρικών κυττάρων χρησιμοποιώντας φως.
Η οπτογενετική θεωρείται σήμερα ένα από τα σημαντικότερα εργαλεία της σύγχρονης νευροεπιστήμης, καθώς επιτρέπει στους επιστήμονες να μελετούν με μεγαλύτερη ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα νευρωνικά κυκλώματα που συνδέονται με τη μνήμη, τα συναισθήματα, την κίνηση και τη συμπεριφορά.
Η έρευνα που ξεκίνησε από έναν μικροσκοπικό οργανισμό
Η ιστορία πίσω από το Nobel ξεκινά αρκετά μακριά από τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Ο Peter Hegemann μελέτησε έναν μονοκύτταρο οργανισμό που χρησιμοποιεί το φως για να προσανατολίζεται. Μαζί με τον Georg Nagel, εντόπισε και μελέτησε μια ιδιαίτερη πρωτεΐνη, την channelrhodopsin, η οποία βρίσκεται στην κυτταρική μεμβράνη και ενεργοποιείται όταν δέχεται φως.
Το εύρημα δημιούργησε μια νέα επιστημονική προοπτική. Αν μια πρωτεΐνη μπορούσε να μετατρέψει το φως σε ηλεκτρικό σήμα μέσα σε ένα κύτταρο, θα μπορούσε άραγε να χρησιμοποιηθεί και για τον έλεγχο νευρικών κυττάρων; Η απάντηση ήρθε με την έρευνα του Karl Deisseroth.
Το φως γίνεται «διακόπτης»
Ο Karl Deisseroth και οι συνεργάτες του κατάφεραν να εισαγάγουν τα γονίδια των φωτοευαίσθητων πρωτεϊνών σε νευρικά κύτταρα. Με αυτόν τον τρόπο, συγκεκριμένοι νευρώνες μπορούσαν πλέον να ενεργοποιούνται όταν δέχονταν φως. Η τεχνική που προέκυψε ονομάστηκε οπτογενετική (optogenetics) και άλλαξε σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο μελετάται ο εγκέφαλος.
Μέχρι τότε, οι ερευνητές μπορούσαν να καταγράφουν τη δραστηριότητα μεγάλων ομάδων νευρώνων, χωρίς πάντα να μπορούν να απομονώσουν τον ρόλο συγκεκριμένων κυττάρων. Με την οπτογενετική, μπορούν να στοχεύσουν συγκεκριμένους νευρώνες, να τους ενεργοποιήσουν ή να τους απενεργοποιήσουν και στη συνέχεια να παρατηρήσουν πώς αυτή η αλλαγή επηρεάζει τη λειτουργία και τη συμπεριφορά.
Με απλά λόγια, η μέθοδος λειτουργεί σαν ένας εξαιρετικά ακριβής «διακόπτης» για το νευρικό σύστημα.
Γιατί είναι σημαντικό για την ιατρική
Η δυνατότητα να ελέγχονται συγκεκριμένα νευρικά κύτταρα έχει βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τα κυκλώματα που βρίσκονται πίσω από πολλές λειτουργίες του εγκεφάλου.
Η οπτογενετική χρησιμοποιείται σήμερα ευρέως στην έρευνα και έχει συμβάλει στη μελέτη μηχανισμών που σχετίζονται με νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές. Παράλληλα, δημιουργεί νέες ερευνητικές προοπτικές για πιθανές θεραπευτικές εφαρμογές.
Ένας από τους τομείς που έχει συγκεντρώσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι η αποκατάσταση της όρασης. Ερευνητικές ομάδες εξετάζουν κατά πόσο η δυνατότητα να καταστούν συγκεκριμένα κύτταρα ευαίσθητα στο φως θα μπορούσε στο μέλλον να αξιοποιηθεί σε ορισμένες μορφές απώλειας όρασης.
Προς το παρόν, ωστόσο, πρόκειται κυρίως για ένα ερευνητικό πεδίο και όχι για μια θεραπεία που είναι διαθέσιμη ευρέως στην κλινική πράξη.
Ένα νέο «παράθυρο» στον εγκέφαλο
Το φετινό Nobel Ιατρικής αναδεικνύει μια ανακάλυψη που ξεκίνησε από τη μελέτη ενός μικροσκοπικού οργανισμού και κατέληξε να προσφέρει στους επιστήμονες ένα από τα πιο ακριβή εργαλεία για τη μελέτη του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Οι Peter Hegemann, Georg Nagel και Karl Deisseroth δεν «αποκωδικοποίησαν» τον εγκέφαλο. Άνοιξαν, όμως, έναν νέο δρόμο για να τον κατανοήσουμε.
Και όσο η έρευνα προχωρά, το φως που χρησιμοποιείται σήμερα ως «εργαλείο» στο εργαστήριο μπορεί να βοηθήσει την επιστήμη να απαντήσει σε μερικά από τα πιο σύνθετα ερωτήματα γύρω από τη μνήμη, τα συναισθήματα, τη συμπεριφορά και τελικά αυτό που κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο τόσο μοναδικό.
Μετά το βραβείο Ιατρικής της Δευτέρας, ακολουθεί το βραβείο Φυσικής την Τρίτη, Χημείας την Τετάρτη και Λογοτεχνίας την Πέμπτη. Αφού απονεμηθεί το βραβείο Ειρήνης την Παρασκευή, το Βραβείο Οικονομικών Επιστημών στην Μνήμη του Άλφρεντ Νόμπελ θα ανακοινωθεί στις 12 Οκτωβρίου.
