പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് പ്രത്യേക ന്യൂറോണുകളെ ഓണാക്കാനും ഓഫാക്കാനും വഴിയൊരുക്കിയ കണ്ടെത്തൽ; കാൾ ഡീസെറോത്ത്, പീറ്റർ ഹെഗെമാൻ, ജോർജ് നാഗൽ എന്നിവർ പുരസ്കാരം പങ്കിടും
സ്റ്റോക്ക്ഹോം: തലച്ചോറിലെ നാഡീകോശങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് അതിസൂക്ഷ്മമായി നിയന്ത്രിക്കാൻ വഴിയൊരുക്കിയ വിപ്ലവകരമായ ഗവേഷണത്തിന് 2026-ലെ ശരീരശാസ്ത്ര/വൈദ്യശാസ്ത്ര നൊബേൽ സമ്മാനം മൂന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക്. അമേരിക്കൻ ശാസ്ത്രജ്ഞൻ കാൾ ഡീസെറോത്ത്, ജർമ്മൻ ശാസ്ത്രജ്ഞരായ പീറ്റർ ഹെഗെമാൻ, ജോർജ് നാഗൽ എന്നിവർക്കാണ് പുരസ്കാരം സംയുക്തമായി നൽകുന്നത്.
‘ലൈറ്റ്-ഗേറ്റഡ് അയോൺ ചാനലുകളും ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സും സംബന്ധിച്ച കണ്ടെത്തലുകൾക്ക്’ എന്നതാണ് നൊബേൽ അസംബ്ലി പുരസ്കാരത്തിനുള്ള ഔദ്യോഗിക കാരണം വ്യക്തമാക്കിയത്. ആധുനിക ന്യൂറോസയൻസിന്റെ ദിശ തന്നെ മാറ്റിമറിച്ച സാങ്കേതികവിദ്യയായാണ് ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സ് വിലയിരുത്തപ്പെടുന്നത്.
ഒറ്റകോശ ആൽഗയായ Chlamydomonas പ്രകാശത്തിന്റെ ദിശ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് അതിലേക്ക് നീങ്ങുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന അന്വേഷണമാണ് ഈ വലിയ ശാസ്ത്രീയ മുന്നേറ്റത്തിന് അടിത്തറയായത്. 2000-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ പീറ്റർ ഹെഗെമാനും ജോർജ് നാഗലും ചേർന്ന് ചാനൽറോഡോപ്സിൻ (Channelrhodopsin) എന്ന പ്രകാശസൂക്ഷ്മ പ്രോട്ടീന്റെ പ്രവർത്തനം കണ്ടെത്തി.
നീലപ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ ഈ പ്രോട്ടീനിലെ ഒരു ചാനൽ തുറക്കുകയും അതിലൂടെ വൈദ്യുത ചാർജുള്ള അയോണുകൾ കോശത്തിനുള്ളിലേക്ക് കടക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതുവഴി കോശത്തിൽ വൈദ്യുത സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ചാനൽറോഡോപ്സിൻ മറ്റൊരു കോശത്തിൽ എത്തിച്ചാൽ ആ കോശത്തെയും പ്രകാശത്തോട് പ്രതികരിക്കുന്നതാക്കി മാറ്റാമെന്ന തിരിച്ചറിവാണ് പിന്നീട് ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സിലേക്കുള്ള നിർണായക ചുവടുവയ്പ്പായത്.
ഈ കണ്ടെത്തലിനെ തലച്ചോർ ഗവേഷണത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവന്നതിൽ നിർണായക പങ്കുവഹിച്ചത് കാൾ ഡീസെറോത്താണ്. ചാനൽറോഡോപ്സിൻ നിർമ്മിക്കാനുള്ള ജീൻ നാഡീകോശങ്ങളിലേക്ക് എത്തിച്ച്, നീലപ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് ന്യൂറോണുകളിൽ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് അദ്ദേഹം തെളിയിച്ചു. ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നിർണായക പഠനം 2005-ൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.
തുടർന്നുള്ള ഗവേഷണങ്ങളിൽ ജീവിച്ചിരിക്കുന്ന മൃഗങ്ങളുടെ തലച്ചോറിലെ പ്രത്യേക നാഡീകോശങ്ങളെ പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് നിയന്ത്രിക്കാനും സാധിച്ചു. ഇതോടെ തലച്ചോറിലെ ഏതൊക്കെ ന്യൂറോണുകളാണ് പ്രത്യേക പെരുമാറ്റങ്ങൾക്കും വികാരങ്ങൾക്കും ഓർമ്മകൾക്കും പിന്നിലെന്ന് കൂടുതൽ കൃത്യമായി പഠിക്കാൻ ശാസ്ത്രലോകത്തിന് പുതിയ വഴി തുറന്നു.
ജനിതക സാങ്കേതികവിദ്യയും പ്രകാശവും സംയോജിപ്പിച്ച് തിരഞ്ഞെടുത്ത നാഡീകോശങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കുന്ന രീതിയാണ് ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സ് (Optogenetics). ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, തലച്ചോറിലെ നിർദിഷ്ട ന്യൂറോണുകൾക്ക് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു ‘ലൈറ്റ് സ്വിച്ച്’ ഘടിപ്പിക്കുന്നതുപോലെയാണ് ഈ സംവിധാനം.
പ്രകാശത്തിന്റെ ചെറിയ പൾസുകൾ നൽകി തിരഞ്ഞെടുത്ത ന്യൂറോണുകളെ സജീവമാക്കാനോ അവയുടെ പ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കാനോ ഇതിലൂടെ സാധിക്കുന്നു. പഴയ ഗവേഷണരീതികളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ഏത് നാഡീകോശങ്ങളാണ് ഒരു പ്രത്യേക പ്രവർത്തനത്തിന് കാരണമാകുന്നതെന്ന് വളരെ കൃത്യമായി പരിശോധിക്കാൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.
ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സ് ഇന്ന് ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ന്യൂറോസയൻസ് ലബോറട്ടറികളിലെ പ്രധാന ഗവേഷണ ഉപകരണങ്ങളിലൊന്നായി മാറിയിട്ടുണ്ട്. ഓർമ്മകൾ രൂപപ്പെടുന്നതെങ്ങനെ, വികാരങ്ങൾ എങ്ങനെ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു, പ്രത്യേക പെരുമാറ്റങ്ങൾക്ക് പിന്നിലുള്ള ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ടുകൾ ഏതൊക്കെയാണ് തുടങ്ങിയ ചോദ്യങ്ങൾക്ക് ഉത്തരം കണ്ടെത്താൻ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ സഹായിക്കുന്നു.
നാഡീവ്യവസ്ഥയെയും മാനസികാരോഗ്യത്തെയും ബാധിക്കുന്ന രോഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ടുകൾ മനസ്സിലാക്കുന്നതിലും ഇതിന് വലിയ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. കാഴ്ച നഷ്ടപ്പെട്ടവരിൽ കാഴ്ചശേഷി വീണ്ടെടുക്കാൻ ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സ് പ്രയോജനപ്പെടുത്താനുള്ള ചികിത്സാ ഗവേഷണങ്ങളും പുരോഗമിക്കുകയാണെന്ന് നൊബേൽ കമ്മിറ്റി വ്യക്തമാക്കുന്നു.
നൊബേൽ കമ്മിറ്റി വിലയിരുത്തുന്നതനുസരിച്ച്, ഈ മൂന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞരുടെ കണ്ടെത്തലുകൾ തലച്ചോറിന്റെ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തനം പഠിക്കുന്നതിൽ പുതിയൊരു യുഗത്തിനാണ് തുടക്കമിട്ടത്. മനുഷ്യന്റെ ഓർമ്മ, വികാരം, പെരുമാറ്റം എന്നിവ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിൽ വ്യക്തിഗത നാഡീകോശങ്ങളും ന്യൂറൽ സർക്യൂട്ടുകളും വഹിക്കുന്ന പങ്ക് നേരിട്ട് പരിശോധിക്കാനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണമാണ് ഇന്ന് ഒപ്റ്റോജെനെറ്റിക്സ്.
