Prelom vo výskume mozgu ocenili Nobelovou cenou. Metóda pomáha skúmať Alzheimerovu aj Parkinsonovu chorobu

Mená tohtoročných laureátov oznámil v pondelok Nobelov výbor pri Karolinska Institutet v Štokholme. Cenu si rozdelia Karl Deisseroth (54), Peter Hegemann (71) a Georg Nagel (73). Výbor ich ocenil za „objavy týkajúce sa svetlom riadených iónových kanálov a optogenetiky“. Trojica si zároveň rozdelí finančnú odmenu vo výške 12 miliónov švédskych korún.

Nervové bunky dokážu ovládať svetlom

Optogenetika umožňuje výskumníkom ovplyvňovať presne vybrané nervové bunky pomocou svetla. Vďaka svetlocitlivým proteínom môžu aktivitu jednotlivých neurónov v živom mozgu v podstate zapnúť alebo vypnúť. „Táto metóda umožňuje zapnúť alebo vypnúť aktivitu jednotlivých nervových buniek v živom mozgu,“ vysvetlil generálny tajomník Nobelovho zhromaždenia Thomas Perlmann.

Pre neurovedu to znamenalo zásadný posun. Vedci môžu sledovať, ktoré bunky sa podieľajú na konkrétnom správaní či procesoch v mozgu a čo sa stane, keď ich aktivitu cielene zmenia.

Prečítajte si tiež

Nositeľ Nobelovej ceny varuje pred budúcnosťou: Dôvod je desivý

​

Prelom sa začal pri riasach

Cesta k jednej z najdôležitejších metód modernej neurovedy sa pritom nezačala výskumom ľudského mozgu, ale jednobunkových zelených rias. Peter Hegemann od začiatku 90. rokov skúmal, ako riasa Chlamydomonas dokáže mimoriadne rýchlo reagovať na svetlo. Predpokladal, že za tým môže byť proteín, ktorý zachytáva svetlo a zároveň funguje ako iónový kanál.

zábery z laboratória

TASR

​

Georg Nagel túto myšlienku experimentálne preveroval. Výskum napokon viedol k objavu channelrhodopsínu-2, svetlocitlivého iónového kanála. V roku 2003 Nagel a Hegemann ukázali, že tento proteín možno vložiť do buniek a svetlom v nich vyvolávať elektrické impulzy. Deisseroth následne v roku 2005 ukázal využitie tejto technológie v nervových bunkách potkanov. O rok neskôr dostala metóda názov optogenetika.

Pomáha skúmať Alzheimerovu či Parkinsonovu chorobu

Technológia dnes umožňuje vedcom detailnejšie skúmať mechanizmy viacerých neurologických a psychiatrických ochorení. V experimentálnych modeloch sa optogenetika využíva pri výskume Alzheimerovej choroby, Parkinsonovej choroby, epilepsie, schizofrénie či závislostí. Výskumníci môžu zisťovať, ktoré skupiny nervových buniek sú pri jednotlivých ochoreniach aktívne a akú úlohu zohrávajú.

Prečítajte si tiež

Parkinsona môže odhaliť obyčajný ušný maz, hovoria vedci

​

Deisseroth napríklad pomocou svetla aktivoval konkrétne neuróny v motorickej kôre myší a dokázal ovplyvňovať pohyb ich fúzov. V ďalších experimentoch vedci svetlom aktivovali bunky regulujúce bdelosť a dokázali zobudiť spiace zvieratá.

Podľa členky Nobelovho výboru Anny Wedellovej otvorila optogenetika novú éru neurovedy, pretože umožnila lepšie skúmať, ako mozog spracúva informácie a ako medzi sebou jednotlivé neuróny komunikujú.

Nobelova cena

TASR

​

Nádej aj pre ľudí, ktorí stratili zrak

Výskum už prekračuje hranice základnej neurovedy. Vedci skúmajú, či by princípy optogenetiky mohli pomôcť obnoviť časť zraku ľuďom s retinitis pigmentosa, progresívnym ochorením sietnice. Výskumné tímy zároveň skúmajú možnosti využitia technológie pri zdokonaľovaní kochleárnych implantátov. Optické ovládanie by v budúcnosti mohlo umožniť presnejšiu stimuláciu sluchového nervu než súčasné elektrické riešenia. Tieto terapeutické aplikácie sú však stále vo vývoji a nemožno ich zamieňať za bežne dostupnú liečbu.

Objavy Deisserotha, Hegemanna a Nagela tak vedcom poskytli nástroj, vďaka ktorému môžu s dovtedy nedosiahnuteľnou presnosťou skúmať, ktoré nervové bunky stoja za konkrétnymi funkciami mozgu – a čo sa s nimi deje pri ochoreniach.