في إنجاز علمي بارز، منحت جمعية نوبل في معهد كارولينسكا جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2026 إلى ثلاثة علماء تقديرًا لاكتشافاتهم المتعلقة بـ قنوات الأيونات التي يتحكم فيها الضوء وعلم البصريات الوراثية، وهم الأمريكي كارل دايسروث (Karl Deisseroth)، والألمانيان بيتر هيغيمان (Peter Hegemann) ويورغ ناغل (Georg Nagel).
ويأتي هذا التكريم تقديرًا لأبحاث غيّرت طريقة دراسة الجهاز العصبي، بعدما أتاحت للعلماء استخدام الضوء للتحكم في نشاط خلايا عصبية محددة، ومراقبة كيفية ارتباط نشاط الدماغ بالسلوك والذاكرة والمشاعر.
من الضوء إلى التحكم في الخلايا العصبية
تقوم الفكرة الأساسية وراء هذه الأبحاث على بروتينات حساسة للضوء تُعرف باسم Channelrhodopsins، وهي بروتينات يمكنها الاستجابة للضوء والتحكم في حركة الأيونات عبر غشاء الخلية.
وقد لعب بيتر هيغيمان ويورغ ناغل دورًا أساسيًا في اكتشاف هذه البروتينات ودراسة خصائصها. وأظهرت أبحاثهما أن بعض الكائنات الدقيقة تمتلك بروتينات قادرة على تحويل الضوء إلى إشارات كهربائية داخل الخلية، وهو اكتشاف فتح الباب أمام تطبيقات علمية واسعة. nobelprize.org
أما كارل دايسروث، فقد أسهم بصورة حاسمة في تطوير وتطبيق تقنية البصريات الوراثية (Optogenetics)، التي جمعت بين علم الأعصاب والهندسة الوراثية والضوء. وأصبح بالإمكان استخدام الضوء لتشغيل خلايا عصبية معينة أو تثبيط نشاطها، وهو ما منح الباحثين وسيلة أكثر دقة لدراسة دوائر الدماغ. ajmc.com
لماذا يُعد الاكتشاف مهمًا؟
قبل ظهور البصريات الوراثية، كان من الصعب على الباحثين معرفة الدور الذي تؤديه مجموعة محددة من الخلايا العصبية داخل الدماغ، لأن تنشيط منطقة واسعة قد يؤثر في عدد كبير من الخلايا في الوقت نفسه.
أما باستخدام البصريات الوراثية، فأصبح بالإمكان استهداف خلايا معينة والتحكم في نشاطها باستخدام الضوء. وهذا مكّن العلماء من دراسة الدوائر العصبية المرتبطة بالذاكرة والمشاعر والحركة والسلوك بدرجة غير مسبوقة من الدقة.
ولا تقتصر أهمية التقنية على فهم الدماغ؛ إذ يجري بحث إمكاناتها في مجالات علاجية، من بينها بعض أمراض الجهاز العصبي واضطرابات الرؤية. وتشير التقارير العلمية إلى وجود أبحاث وتجارب تستكشف إمكانية استخدام تقنيات تعتمد على الاستجابة للضوء للمساعدة في استعادة بعض وظائف البصر لدى أشخاص يعانون من أمراض شبكية شديدة.
ثلاثة علماء.. واكتشاف واحد غيّر مسار علم الأعصاب
يمثل فوز دايسروث وهيغيمان وناغل مثالًا واضحًا على أهمية التعاون بين علم الأحياء الجزيئي، والفيزياء الحيوية، وعلم الأعصاب والهندسة الطبية. فقد بدأت القصة باكتشاف بروتينات حساسة للضوء في كائنات دقيقة، ثم تحولت إلى تقنية متقدمة تسمح للباحثين باستخدام الضوء كأداة للتحكم في الخلايا العصبية.
وتبلغ قيمة جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2026 12 مليون كرونة سويدية، ويتقاسمها العلماء الثلاثة بالتساوي.
ويؤكد هذا الإنجاز أن الاكتشافات الأساسية، حتى عندما تبدأ في دراسة كائنات مجهرية، يمكن أن تقود بعد سنوات إلى تقنيات تغير فهم الإنسان لجسمه ودماغه، وربما تفتح مستقبلًا أبوابًا جديدة أمام علاج أمراض عصبية وبصرية معقدة.
المصدر: جائزة نوبل – معهد كارولينسكا. nobelprize.org