نوبل الطب تكرم مفتاحا ضوئيا يتحكم في الخلايا العصبية

ذهبت جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2026 إلى كارل دايسروث وبيتر هيغمان وجورج ناغل، بعدما حولت أبحاثهم بروتينا حساسا للضوء من الطحالب إلى أداة شديدة الدقة للتحكم في الخلايا العصبية. وأنتج هذا المسار علم الوراثة الضوئي، وهي طريقة تشغل خلايا محددة أو توقفها بنبضات ضوئية.

من طحلب إلى مفتاح عصبي

درس هيغمان كيف يسبح طحلب كلاميدوموناس وحيد الخلية باتجاه الضوء. وبالتعاون مع ناغل، ساعد في اكتشاف رودوبسين القنوات، وهو بروتين يفتح قناة أيونية عندما يتعرض للضوء الأزرق. وعندها تعبر جسيمات مشحونة غشاء الخلية فتولد استجابة كهربائية.

كانت الخاصية الحاسمة هي إمكان نقل الوظيفة إلى خلايا أخرى. ففي 2003، أظهر ناغل وهيغمان أن إدخال الجينات المشفرة للبروتين يجعل خلايا أخرى تستجيب للضوء. ثم أدخل دايسروث جين رودوبسين القنوات إلى خلايا عصبية لفئران، واستخدم الضوء الأزرق لإطلاق إشارات كهربائية في نتيجة نشرها عام 2005. وبحلول 2007، برهن فريقه عمل الطريقة في أدمغة فئران حية، وفق معهد كارولينسكا.

حقيقة أساسية: يجمع علم الوراثة الضوئي بين الاستهداف الجيني والضوء، فيتحكم الباحثون في مجموعة خلوية مختارة بسرعة تقارب زمن الإشارات الكهربائية العصبية.

لماذا غيرت التقنية علم الأعصاب؟

كانت الأدوات الأقدم تكشف نشاط منطقة دماغية أثناء مهمة ما، لكن الارتباط لا يثبت أن تلك الخلايا سببت السلوك. أضاف علم الوراثة الضوئي تدخلا قابلا للعكس: تشغيل مجموعة محددة من الخلايا العصبية، ومراقبة النتيجة، ثم إيقاف الضوء. واستعمله الباحثون لرسم دوائر الحركة والنوم والذاكرة والخوف والإدمان ونماذج مرضية متعددة.

لكن الدقة ليست مطلقة. فالنتيجة تعتمد على العنصر الجيني الذي يحدد الخلايا المستهدفة، ومستوى إنتاج البروتين، ومدى وصول الضوء، واحتمال أن يغير التدخل وظيفة الخلية الطبيعية. كما لا تتنبأ تجارب الفئران تلقائيا بما سيحدث في دماغ الإنسان.

ما الخطوة التالية؟

يمكن للتقنية تحديد الخلايا المؤثرة في عرض معين، واقتراح أهداف لأدوية أو تحفيز كهربائي أو وسائل علاجية أسهل سريريا. وقد تصبح منصة علاجية في أنسجة يسهل إيصال الضوء إليها، وخصوصا الشبكية. أما إنجازها الأكبر حاليا فهو منح علم الأعصاب وسيلة للانتقال من خرائط النشاط إلى اختبارات مضبوطة للسبب والنتيجة.