Conform Digi24: Nobel pentru optogenetică: Lumina din alge, cheia descifrării creierului
Trei oameni de știință au fost recompensați cu Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină pentru descoperirea unei metode revoluționare de studiere a creierului, bazată pe utilizarea luminii pentru a controla activitatea neuronilor. Karl Deisseroth, Peter Hegemann și Georg Nagel au fost premiați pentru cercetările lor privind canalele ionice sensibile la lumină și optogenetica, o tehnică ce a transformat fundamental neuroștiințele.
De la alge la instrumente neuronale de precizie
Povestea acestei descoperiri uluitoare începe în apele unui iaz, cu o algă microscopică unicelulară numită Chlamydomonas. Peter Hegemann și Georg Nagel și-au propus să descifreze mecanismele prin care această algă percepe lumina. Ei au descoperit o proteină remarcabilă, numită canalrodopsină, integrată în membrana celulei algale. Această proteină, cu ajutorul unei molecule numite retinaldehidă, reacționează la lumină prin deschiderea unui canal. Acest canal permite trecerea ionilor încărcați pozitiv în interiorul celulei, generând un semnal care ajută alga să se orienteze.
Înțelegerea modului în care celulele nervoase funcționează, prin intermediul mișcării ionilor prin membranele lor, a oferit cercetătorilor o perspectivă crucială. Ei și-au dat seama că, dacă ar putea introduce canalrodopsina în neuronii umani sau animali, ar putea controla activitatea acestora pur și simplu prin expunerea lor la lumină. Această intuiție a stat la baza dezvoltării optogeneticii, de către Hegemann, Nagel și Karl Deisseroth.
Optogenetica: o ferestră nouă către creier
Optogenetica permite activarea sau dezactivarea controlată a unor grupuri specifice de neuroni. Procesul implică introducerea genei pentru canalrodopsină în celulele nervoase de interes, adesea cu ajutorul unor virusuri modificate. Odată ce celulele produc proteina fotosensibilă, acestea devin capabile să răspundă la stimuli luminoși. Prin direcționarea luminii, cu ajutorul unor fibre optice subțiri, către regiuni specifice ale creierului, oamenii de știință pot declanșa activitatea neuronilor.
Această precizie fără precedent oferită de optogenetică a deschis noi orizonturi în cercetarea creierului. De exemplu, cercetătorii pot acum să investigheze rolul anumitor seturi de neuroni în procese complexe precum memoria, somnul, senzațiile sau mișcarea. Un studiu notabil din 2012 a demonstrat cum activarea optogenetică a unor neuroni specifici, marcați anterior în timpul unui experiment de condiționare a fricii la șoareci, a putut recrea reacția de frică, chiar și în absența stimulului original.
Pe lângă utilizarea sa în cercetare, optogenetica promite, de asemenea, noi abordări terapeutice. Primele studii clinice vizează pacienții cu degenerescență retiniană, unde proteine fotosensibile sunt introduse în celulele nervoase rămase pentru a restaura parțial vederea. De asemenea, se explorează potențialul optogeneticii în tratarea afecțiunilor neurologice precum boala Parkinson și epilepsia. Premiul Nobel recunoaște astfel importanța întrebărilor fundamentale de cercetare, care, pornite de la studiul vieții microscopice, pot conduce la inovații cu un impact profund asupra sănătății umane.
Sursa: Digi24
