सार:
फिजियोलॉजी या मेडिसिन में 2026 का नोबेल पुरस्कार कार्ल डेसेरोथ, पीटर हेगमैन और जॉर्ज नागेल को उनकी "
प्रकाश-नियंत्रित आयन चैनलों और ऑप्टोजेनेटिक्स में खोजों
के लिए दिया गया है। ".
तीनों लोगों के काम ने संयुक्त रूप से ऑप्टोजेनेटिक्स की नींव रखी, जो आधुनिक तंत्रिका विज्ञान की एक प्रमुख तकनीक है। यह शोधकर्ताओं को जीवित जानवरों के मस्तिष्क में विशिष्ट तंत्रिका कोशिकाओं को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे उन्हें सीधे यह देखने की अनुमति मिलती है कि ये न्यूरॉन्स स्मृति, मनोदशा, व्यवहार और शरीर के कार्य को कैसे प्रभावित करते हैं।
यह तकनीक तंत्रिका विज्ञान में लंबे समय से चली आ रही मुख्य पहेली को हल करती है। अतीत में, हालांकि शोधकर्ता यह देखने में सक्षम थे कि क्या कोई विशिष्ट व्यवहार होने पर मस्तिष्क का एक निश्चित क्षेत्र सक्रिय था, लेकिन यह साबित करना मुश्किल था कि क्या यह गतिविधि व्यवहार का प्रत्यक्ष कारण थी। ऑप्टोजेनेटिक्स इसे बदलता है: शोधकर्ता विशिष्ट तंत्रिका कोशिकाओं को सक्रिय रूप से चालू या बंद कर सकते हैं और फिर सहसंबंध अनुसंधान से कारण सत्यापन की ओर बढ़ते हुए देख सकते हैं कि जानवर का व्यवहार तदनुसार बदलता है या नहीं।
संपूर्ण सफलता मूल रूप से एक-कोशिका वाले हरे शैवाल से प्राप्त हुई। पीटर हेगमैन ने लंबे समय से अध्ययन किया है कि क्लैमाइडोमोनस प्रकाश स्रोतों की ओर तैरने में सक्षम क्यों है। 2000 के दशक की शुरुआत में, उन्होंने और जॉर्ज नागेल ने शैवाल-चैनलरोडोप्सिन की कोशिका झिल्ली पर स्थित एक विशेष प्रोटीन की खोज की। इस प्रोटीन में एक प्रमुख गुण है: जब नीली रोशनी से रोशन होता है, तो प्रोटीन में आयन चैनल खुलते हैं, जिससे चार्ज किए गए आयन कोशिका में प्रवाहित होते हैं और विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि दोनों ने पाया कि भले ही प्रोटीन को अन्य कोशिकाओं में डाला जाए, ये कोशिकाएं जो मूल रूप से प्रकाश के प्रति संवेदनशील नहीं थीं, वे प्रकाश के प्रति संवेदनशील बन सकती हैं।
यह चरण ऑप्टोजेनेटिक्स का मुख्य "स्विच" प्रदान करता है।
वह व्यक्ति जो वास्तव में इस आणविक उपकरण को तंत्रिका विज्ञान में लाया, वह कार्ल डेसेरोथ था। डीसेरोथ ने चूहे की तंत्रिका कोशिकाओं में जीन एन्कोडिंग चैनलरोडोप्सिन पेश किया। 2005 में, उन्होंने दिखाया कि वह इन कोशिकाओं पर केवल नीली रोशनी चमकाकर तंत्रिका संकेतों को ट्रिगर कर सकते हैं। दो साल बाद, इस पद्धति को जीवित चूहों के मस्तिष्क में लागू किया गया। शोधकर्ता अब जीवित जानवरों में विशिष्ट न्यूरॉन्स को सीधे नियंत्रित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करने में सक्षम होंगे और देखेंगे कि संबंधित व्यवहार कैसे बदलता है।
प्रकाश के साथ तंत्रिका संकेतों को नियंत्रित करने की इस विधि को "ऑप्टोजेनेटिक्स" के रूप में जाना जाने लगा। यह शीघ्र ही तंत्रिका विज्ञान में सबसे महत्वपूर्ण प्रायोगिक उपकरणों में से एक बन गया है। ऑप्टोजेनेटिक्स का उपयोग करके, शोधकर्ता तंत्रिका सर्किट की पहचान करने में सक्षम हुए हैं जो विशिष्ट यादों, भावनाओं और व्यवहारों को नियंत्रित करते हैं और आगे अध्ययन करते हैं कि ये सर्किट न्यूरोलॉजिकल और मनोवैज्ञानिक विकारों से कैसे संबंधित हैं।
नोबेल समिति का मानना है कि
यह तकनीक शोधकर्ताओं को मस्तिष्क की कार्यप्रणाली को ऐसे तरीकों से मैप करने की अनुमति देती है जो पहले अकल्पनीय थे
.ऑप्टोजेनेटिक्स का महत्व बुनियादी शोध तक सीमित नहीं है। नैदानिक चिकित्सा में, शोधकर्ताओं ने कुछ दृष्टिबाधित रोगियों में दृश्य कार्यप्रणाली को बहाल करने के लिए समान सिद्धांतों का उपयोग करने का प्रयास किया है। संबंधित शोध में रेटिना कोशिकाओं को नई प्रकाश-संवेदनशील क्षमताएं देकर क्षतिग्रस्त प्राकृतिक फोटोरिसेप्टर प्रणाली को बायपास करने की उम्मीद है।
इसलिए, तीन विजेताओं ने वास्तव में एक पूरी तकनीकी श्रृंखला पूरी की:
हेगमैन और नागेल ने आयन चैनलों की खोज की जिन्हें सीधे प्रकाश द्वारा खोला जा सकता है, जबकि डेसेरोथ ने शैवाल में स्वाभाविक रूप से मौजूद इस आणविक तंत्र को तंत्रिका कोशिकाओं को नियंत्रित करने के लिए एक उपकरण में बदल दिया।
शुरू में अध्ययन करने से कि शैवाल प्रकाश की ओर क्यों तैरते हैं, बाद में जीवित मस्तिष्क में न्यूरॉन्स को नियंत्रित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करने में सक्षम होने तक, इस काम ने अंततः अनुसंधान के एक नए क्षेत्र को जन्म दिया।नोबेल समिति का मानना है कि ऑप्टोजेनेटिक्स ने मनुष्यों के मस्तिष्क का अध्ययन करने के तरीके को मौलिक रूप से बदल दिया है और स्मृति, भावना और व्यवहार के पीछे तंत्रिका तंत्र को समझने के लिए एक नया प्रयोगात्मक आधार स्थापित किया है।
कार्ल डेसेरोथ का जन्म 1971 में हुआ था और वर्तमान में वह हॉवर्ड ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट और स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी में काम करते हैं; पीटर हेगमैन का जन्म 1954 में हुआ था और वर्तमान में वह बर्लिन में हम्बोल्ट विश्वविद्यालय में तंत्रिका विज्ञान के हर्टी वरिष्ठ प्रोफेसर हैं; जॉर्ज नागेल का जन्म 1953 में हुआ था और वर्तमान में वह वुर्जबर्ग विश्वविद्यालय में आणविक पादप शरीर क्रिया विज्ञान के प्रोफेसर हैं।
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