تُمنح جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 2026 إلى مؤسسي علم البصريات الوراثي الثلاثة

الملخص:

تم منح جائزة نوبل في الفسيولوجيا أو الطب لعام 2026 إلى كارل ديسيروث، وبيتر هيجمان، وجورج ناجل عن "

اكتشافاتهم في القنوات الأيونية التي يتم التحكم فيها بالضوء وعلم البصريات الوراثي

لقد وضع عمل الأشخاص الثلاثة بشكل مشترك الأساس لعلم البصريات الوراثي، وهي تقنية أساسية في علم الأعصاب الحديث. فهو يسمح للباحثين باستخدام الضوء للتحكم بدقة في خلايا عصبية معينة في أدمغة الحيوانات الحية، مما يسمح لهم بمراقبة مباشرة كيفية تأثير هذه الخلايا العصبية على الذاكرة والمزاج والسلوك ووظيفة الجسم.

تحل هذه التكنولوجيا لغزًا أساسيًا طويل الأمد في علم الأعصاب. في الماضي، على الرغم من أن الباحثين كانوا قادرين على ملاحظة ما إذا كانت منطقة معينة في الدماغ كانت نشطة عند حدوث سلوك معين، إلا أنه كان من الصعب إثبات ما إذا كان هذا النشاط هو السبب المباشر للسلوك. يغير علم البصريات الوراثي هذا: حيث يستطيع الباحثون تشغيل أو إيقاف تشغيل خلايا عصبية معينة ومن ثم مراقبة ما إذا كان سلوك الحيوان يتغير وفقًا لذلك، والانتقال من البحث الارتباطي إلى التحقق السببي.

جاء الإنجاز بأكمله في الأصل من طحالب خضراء وحيدة الخلية. لقد درس بيتر هيجمان منذ فترة طويلة سبب قدرة الكلاميدوموناس على السباحة نحو مصادر الضوء. في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، اكتشف هو وجورج ناجل بروتينًا خاصًا موجودًا على غشاء خلية الطحالب - تشانيل رودوبسين. يتمتع هذا البروتين بخاصية رئيسية: عندما يتم إضاءته بالضوء الأزرق، تفتح القنوات الأيونية في البروتين، مما يسمح للأيونات المشحونة بالتدفق إلى الخلية وتوليد إشارات كهربائية. والأهم من ذلك، اكتشف الاثنان أنه حتى لو تم وضع البروتين في خلايا أخرى، فإن هذه الخلايا التي لم تكن حساسة للضوء في الأصل يمكن أن تصبح سريعة الاستجابة للضوء.

توفر هذه الخطوة "المفتاح" الأساسي لعلم البصريات الوراثي.

الشخص الذي أدخل هذه الأداة الجزيئية إلى علم الأعصاب هو كارل ديسيروث. أدخل ديسيروث الجين الذي يشفر قناة رودوبسين إلى الخلايا العصبية للفئران. وفي عام 2005، أظهر أنه يستطيع إطلاق إشارات عصبية ببساطة عن طريق تسليط الضوء الأزرق على هذه الخلايا. وبعد مرور عامين، تم تطبيق هذه الطريقة بشكل أكبر في أدمغة الفئران الحية. سيتمكن الباحثون الآن من استخدام الضوء للتحكم بشكل مباشر في خلايا عصبية معينة في الحيوانات الحية ومراقبة كيفية تغير السلوك المقابل.

أصبحت هذه الطريقة للتحكم في الإشارات العصبية بالضوء تُعرف باسم "علم البصريات الوراثي". وسرعان ما أصبحت واحدة من أهم الأدوات التجريبية في علم الأعصاب. وباستخدام علم البصريات الوراثي، تمكن الباحثون من تحديد الدوائر العصبية التي تتحكم في ذكريات وعواطف وسلوكيات محددة ومواصلة دراسة كيفية ارتباط هذه الدوائر بالاضطرابات العصبية والنفسية.

تعتقد لجنة نوبل أن

تسمح هذه التقنية للباحثين برسم خريطة لوظائف الدماغ بطرق لم يكن من الممكن تصورها من قبل

لا تقتصر أهمية علم البصريات الوراثي على الأبحاث الأساسية. وفي الطب السريري، حاول الباحثون استخدام مبادئ مماثلة لاستعادة الوظيفة البصرية لدى بعض المرضى ضعاف البصر. وتأمل الأبحاث ذات الصلة في تجاوز نظام مستقبلات الضوء الطبيعي التالف من خلال إعطاء خلايا الشبكية قدرات جديدة حساسة للضوء.

لذلك، أكمل الفائزون الثلاثة فعليًا سلسلة تكنولوجية كاملة:

اكتشف هيجمان وناجل قنوات أيونية يمكن فتحها مباشرة بواسطة الضوء، بينما قام ديسيروث بتحويل هذه الآلية الجزيئية الموجودة بشكل طبيعي في الطحالب إلى أداة للتحكم في الخلايا العصبية. من الدراسة الأولية لسبب سباحة الطحالب نحو الضوء، إلى القدرة لاحقًا على استخدام الضوء للتحكم في الخلايا العصبية في الأدمغة الحية، أدى هذا العمل في النهاية إلى ظهور مجال جديد تمامًا من الأبحاث.

تعتقد لجنة نوبل أن علم البصريات الوراثي قد غيّر بشكل أساسي الطريقة التي يدرس بها البشر الدماغ وأنشأ أساسًا تجريبيًا جديدًا لفهم الآليات العصبية وراء الذاكرة والعاطفة والسلوك.

وُلد كارل ديسيروث عام 1971 ويعمل حاليًا في معهد هوارد هيوز الطبي وجامعة ستانفورد. ولد بيتر هيجمان عام 1954 وهو حاليًا أستاذ كبير في علم الأعصاب بجامعة هومبولت في برلين. ولد جورج ناجل عام 1953 ويعمل حاليا أستاذا لفسيولوجيا النبات الجزيئية في جامعة فورتسبورغ.