Imaginați-vă că am putea aprinde sau stinge celulele din creier la fel de simplu precum apăsăm un întrerupător de lumină. Deși pare scenariu de science-fiction, tocmai această idee revoluționară a fost premiată recent cu Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină. Povestea începe însă cu niște alge modeste, care urmăresc lumina, și ajunge până la cele mai sofisticate laboratoare din lume.
De-a lungul deceniilor, oamenii de știință au încercat să înțeleagă ce fac celulele specializate din creier și măduva spinării. Știau să identifice genele active în diferite tipuri de neuroni și să observe ce se întâmplă dacă acele celule lipsesc – însă metoda era departe de a fi perfectă. Creierul, cu adaptabilitatea lui uimitoare, putea să compenseze pierderile, iar rezultatele erau adesea ambigue. Era nevoie de o cale prin care să poată porni sau opri, la comandă, activitatea anumitor neuroni, fără să afecteze restul creierului.
Răspunsul a venit de unde nimeni nu s-ar fi așteptat: din studiul algelor unicelulare, precum Chlamydomonas. Aceste organisme aparent simple au o „pată oculară” care le permite să simtă și să se deplaseze către lumină – o trăsătură care a fascinat cercetătorii. Așa a început drumul spre optogenetică, un domeniu care folosește lumina pentru a controla cu precizie activitatea celulelor nervoase.
Totul se bazează pe niște proteine speciale, numite canale ionice, care acționează ca niște porți în membrana celulei. În mod normal, aceste porți se deschid doar în anumite condiții, permițând trecerea ionilor și generând impulsuri nervoase. Ce-ar fi, s-au întrebat oamenii de știință, dacă am putea monta pe aceste porți un întrerupător controlat de lumină?
Așa s-a ajuns la descoperirea că anumite proteine din alge – sensibile la lumină – pot fi introduse în celulele nervoase ale animalelor. Când aceste celule modificate sunt iluminate cu o anumită culoare, ele se activează sau se opresc instantaneu. Practic, cercetătorii pot „dirija” creierul cu ajutorul unui fascicul de lumină, observând direct ce rol are fiecare grup de neuroni în comportament, memorie sau percepție.
Karl Deisseroth, Peter Hegemann și Georg Nagel au fost premiați pentru că au transformat această idee îndrăzneață în realitate. Drumul nu a fost deloc ușor: încercările anterioare implicau proceduri complicate, substanțe greu de obținut sau lasere care riscau să deterioreze celulele. Soluția elegantă găsită de cei trei – inspirată de natură – a deschis o cale complet nouă pentru neuroștiință.
Astăzi, optogenetica nu mai este doar un termen de laborator, ci o unealtă esențială pentru a înțelege cum funcționează creierul și, poate, pentru a găsi tratamente pentru boli precum Parkinson, depresia sau epilepsia. Cine ar fi crezut că niște alge care urmăresc lumina vor ajuta, cândva, oamenii să descifreze misterele propriei minți? Poate că viitorul neuroștiinței se va scrie, în continuare, cu fascicule de lumină și curiozitatea de a explora necunoscutul.
Sursa: Ars Technica
Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România
Leave a Reply