მეცნიერებმა შეიმუშავეს მეთოდი, რომლითაც შესაძლებელი ხდება სინათლის საშუალებით ნერვული უჯრედების აქტივობის კონტროლი - რა პერსპექტივებს ხსნის ეს აღმოჩენა მედიცინაში? | Rustavi2

ადამიანის ტვინში მილიარდობით ნერვული უჯრედია. მაგრამ როგორ გავიგოთ, კონკრეტულად რაზეა პასუხისმგებელი თითოეული მათგანი?

მეცნიერებმა ამის შესწავლის სრულიად ახალ მეთოდს მიაკვლიეს - დღეს უკვე შესაძლებელია სინათლით კონკრეტული ნეირონის გააქტიურება ან დათრგუნვა.

სწორედ ტვინის ქსოვილის ოპტოგენეტიკური კვლევისთვის, სამ მეცნიერს - კარლ დეისეროთს, პიტერ ჰეგემანსა და გეორგ ნაგელს ფიზიოლოგიასა და მედიცინაში 2026 წლის ნობელის პრემია გადაეცა. პრემია, რომელიც, ალფრედ ნობელის ანდერძის საფუძველზე, 1901 წლიდან გაიცემა, უკვე საუკუნეზე მეტია, იმ ადამიანებს აჯილდოებს, რომლებმაც მეცნიერებასა და კაცობრიობის ცხოვრებაზე მნიშვნელოვანი გავლენა იქონიეს.

ოპტოგენეტიკის განვითარება პოტენციურად შესაძლებელს ხდის აუტიზმზე, შფოთვაზე, დეპრესიაზე, ხასიათსა და მეხსიერებაზე, ასევე პარკინსონზე პასუხისმგებელი ტვინის უჯრედების ფუნქციის, დაავადების მექანიზმისა და მკურნალობის შესწავლას.

ოპტოგენეტიკის მიხედვით, მეცნიერები ნერვულ უჯრედებს ისე ცვლიან, რომ ისინი სინათლეზე რეაგირებას იწყებენ. ამის შემდეგ უკვე შესაძლებელია მათი გააქტიურება ან გათიშვა და იმის შემოწმება, როგორ უკავშირდება კონკრეტული ნეირონი მეხსიერებას, ემოციას ან ქცევას.

ამ აღმოჩენის ისტორია ადამიანის ტვინით საერთოდ არ დაწყებულა. მიღწევას სათავე ერთუჯრედიანი წყალმცენარის შესწავლამ დაუდო. ქლამიდომონას ერთი განსაკუთრებული თვისება აქვს - წყალში მცხოვრები ეს მიკროსკოპული ორგანიზმი სინათლის მიმართულებით გადაადგილდება. როგორ პოულობს წყალმცენარე სინათლეს? პიტერ ჰეგემანისა და გეორგ ნაგელის კვლევებმა კი ამ კითხვას პასუხი გასცა.

აღმოჩნდა, რომ წყალმცენარეში განსაკუთრებული ცილაა. სინათლესთან შეხებისას, უჯრედში ელექტრული სიგნალი ჩნდება, რაც მიმართულებას ამავე სინათლისკენ უცვლის. თუ ეს ცილა წყალმცენარეს სინათლის აღქმაში ეხმარება, შეიძლებოდა თუ არა მისი სხვა უჯრედში გადატანა და იმ უჯრედის სინათლით მართვა? პასუხი დადებითი აღმოჩნდა. და სწორედ აქედან დაიწყო გზა, რომელმაც მეცნიერები ერთუჯრედიანი წყალმცენარიდან ადამიანის თავის ტვინის კვლევამდე მიიყვანა.

2005 წელს, კარლ დეისეროთმა და მისმა კოლეგებმა ნერვულ უჯრედებში სინათლისადმი მგრძნობიარე ცილა შეიტანეს და სპეციალური სინათლის იმპულსით გაააქტიურეს. შემდეგ ეს მეთოდი ცოცხალი ცხოველების ტვინზეც გამოიყენეს და დააკვირდნენ, როგორ იცვლებოდა ცხოველის ქცევა. ოპტოგენეტიკით, მეცნიერებმა იმის შესწავლაც დაიწყეს, თუ როგორ ინახავს ტვინი ინფორმაციას, როგორ წარმოიქმნება მოგონებები და რა როლი აქვთ ნერვულ წრეებს შიშის, მოძრაობის, ძილისა და სხვა ქცევების დროს.

ოპტოგენეტიკა დღეს უკვე მნიშვნელოვანი ინსტრუმენტია ტვინის ისეთი დაავადებების შესასწავლადაც, როგორიცაა პარკინსონი და ეპილეფსია. უკვე იმას იკვლევენ, შეიძლება თუ არა ამ ტექნოლოგიით დაზიანებული ნერვული სისტემის ფუნქციის აღდგენა?

ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული მიმართულება თვალის დაავადებების მკურნალობაა. მაგალითად, რეტინიტის პიგმენტოზის დროს, თვალის ბადურის სინათლის აღქმაზე პასუხისმგებელი უჯრედები თანდათან ზიანდება. საბოლოოდ, ადამიანმა შეიძლება მხედველობა სრულად დაკარგოს. თუ დაზიანებული უჯრედების აღდგენა შეუძლებელია, ოპტოგენეტიკური თერაპიით, გადარჩენილი უჯრედები შეიძლება სინათლისადმი მგრძნობიარე გავხადოთ.

2026 წელს გამოქვეყნებულ კლინიკურ კვლევაში მსგავსმა მიდგომამ ზოგიერთ პაციენტში მხედველობის ფუნქციის გაუმჯობესება აჩვენა, თუმცა ეს ჯერ სრულფასოვანი მხედველობის დაბრუნებას არ ნიშნავს და ოპტოგენეტიკური თერაპიები ჯერ კიდევ კლინიკური კვლევის ეტაპზეა.

ეს არის ისტორია იმაზე, როგორ შეიძლება, ერთი პატარა ორგანიზმის შესწავლით მიღებულმა ცოდნამ მეცნიერები წყალმცენარიდან ნეირონებამდე, ადამიანის ტვინამდე და საბოლოოდ, მკურნალობის ახალ შესაძლებლობებამდე მიიყვანოს.

ავტორი: სანდრო სანაია