Нобелівську премію отримали за керування нейронами світлом: як це працює?

На початку 2000-х років Пітер Гегеманн з Берлінського університету Гумбольдта і Георг Нагель з Вюрцбурзького університету заглибилися у вивчення одноклітинних водоростей, зокрема Chlamydomonas. Їхня мета полягала у з'ясуванні, яким чином ці мікроскопічні організми реагують на світло і рухаються до його джерела.

Під час своїх досліджень Гегеманн і Нагель виявили унікальний світлочутливий білок — каналородопсин, розташований на поверхні клітин водоростей. Вони встановили, що під дією синього світла цей білок відкриває канал, дозволяючи зарядженим іонам проникати всередину клітини та генерувати електричний імпульс. Це відкриття стало першим кроком до створення інструменту, що здатен реагувати на світло незалежно від типу клітини, в яку його введено.

Продовжуючи цю лінію досліджень, Карл Дайссерот зі Стенфордського університету та Медичного інституту Говарда Г'юза у 2005 році зробив прорив. Він використав генетичну модифікацію, щоб ввести ген каналородопсину в нейрони щурів. Це дозволило йому активувати нервові клітини синім світлом, фактично перетворивши їх на світлокеровані «вимикачі».

Через два роки, у 2007 році, Дайссерот успішно застосував цей світлокерований механізм у мозку живих мишей. Цей експеримент започаткував метод, що отримав назву оптогенетика. Він полягає у тому, що нервові клітини робляться чутливими до світла, після чого їх активність можна точно вмикати або вимикати.

Оптогенетика надала науковцям інструмент для дослідження окремих нейронів та цілих нервових ланцюгів зі значно вищою точністю, ніж будь-коли раніше. Цей метод дозволив не тільки вивчати, як працює мозок, а й відкрив нові перспективи для картографування його складних структур, що відповідають за спогади, емоції та поведінку.

Сьогодні оптогенетика продовжує відкривати нові можливості для розуміння функціонування мозку, допомагаючи наблизитися до розгадки однієї з найбільших таємниць людства. Метод активно досліджується в клінічній медицині, зокрема як потенційний спосіб відновлення зору при окремих порушеннях.

Нобелівська премія з фізіології та медицини 2026 року була присуджена Карлу Дайссероту, Пітеру Гегеманну та Георгу Нагелю за їхнє спільне відкриття світлозалежних іонних каналів та розвиток оптогенетики. Комітет Нобелівської премії оголосив про це 5 жовтня. Сума премії цього року становить 12 мільйонів шведських крон, або близько 1,2 мільйона доларів США, яку порівну розділять між трьома лауреатами.

Ця технологія дозволяє досліджувати причинно-наслідкові зв’язки між біохімічними процесами у клітинах нервової системи та поведінковими реакціями організмів. Про це йдеться в офіційному пресрелізі, а також за посиланням, що підкреслює глибокий вплив оптогенетики на нейробіологію.

Пер Свеннінгссон, голова Нобелівського комітету з фізіології та медицини, зазначив, що «Оптогенетика надає можливості для картографування мозку таким чином, про який ми колись могли лише мріяти».

Це визначне досягнення відкриває шлях до глибшого розуміння людського мозку та його складних механізмів. Воно обіцяє не тільки значні прориви у фундаментальній науці, а й потенційно може призвести до розробки нових методів лікування неврологічних та психічних розладів, назавжди змінюючи майбутнє медицини.