Nobel Prize in Medicine announced! Karl Deisseroth, Peter Hegemann, and Georg Nagel jointly awarded prize : 2026 सालचा शरीरविज्ञान किंवा वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार कार्ल डेसरॉथ, पीटर हेगेमन आणि जॉर्ज नागेल यांना संयुक्तपणे प्रदान करण्यात आला आहे. प्रकाशाच्या मदतीने आयन चॅनेल नियंत्रित करण्याच्या त्यांच्या महत्त्वपूर्ण संशोधनासाठी आणि ‘ऑप्टोजेनेटिक्स’ या नावाने ओळखल्या जाणाऱ्या अभिनव तंत्रज्ञानाच्या विकासासाठी त्यांना हा सन्मान देण्यात आला आहे.
ऑप्टोजेनेटिक्स या तंत्रज्ञानाच्या मदतीने प्रकाशाचा वापर करून मेंदूतील चेतापेशी म्हणजेच न्यूरॉन्स नियंत्रित करता येतात. त्यामुळे स्मरणशक्ती, भावना आणि मानवी वर्तन घडवणाऱ्या मेंदूतील प्रक्रियांचा अधिक सखोल अभ्यास करण्याची संधी संशोधकांना मिळाली आहे. या संशोधनामुळे न्यूरोसायन्सच्या क्षेत्रात मोठी प्रगती झाली असून, मेंदूची कार्यपद्धती आणि त्याची रचना समजून घेण्यासाठी शास्त्रज्ञांना अभूतपूर्व साधन उपलब्ध झाले आहे.
ऑप्टोजेनेटिक्समुळे मेंदूतील कोणते भाग सक्रिय आहेत, एवढेच नव्हे तर विशिष्ट चेतापेशींवर थेट नियंत्रण ठेवून त्यांचा परिणामही पाहता येऊ लागला आहे. यापूर्वी शास्त्रज्ञ मेंदूतील कोणते भाग सक्रिय होतात, हे ओळखू शकत होते. मात्र, त्या विशिष्ट चेतापेशींना स्वतंत्रपणे सक्रिय किंवा निष्क्रिय करण्याची क्षमता त्यांच्याकडे नव्हती. ऑप्टोजेनेटिक्समुळे आता विशिष्ट चेतापेशींच्या समूहाला निवडकपणे उत्तेजित करता येते आणि त्यानंतर होणाऱ्या वर्तनात्मक किंवा संज्ञानात्मक बदलांचे थेट निरीक्षण करता येते. या तंत्रज्ञानामुळे मेंदूतील न्यूरॉन्स नेमके कसे काम करतात, याबाबतच्या अनेक गुंतागुंतीच्या प्रश्नांची उत्तरे शोधण्याचा मार्ग खुला झाला आहे.
क्रांतिकारी शोधाची सुरुवात कशी झाली?
या संशोधनाची सुरुवात एका साध्या प्रश्नातून झाली. ‘क्लॅमिडोमोनास’ नावाचा एकपेशीय शैवाल प्रकाशाकडे पोहत का जातो, हा प्रश्न पीटर हेगेमन आणि जॉर्ज नागेल यांना पडला. पाण्यात आढळणाऱ्या या सूक्ष्मजीवाला प्रकाशाची दिशा ओळखण्याची क्षमता असते. त्याच्या शरीरावर असलेल्या डोळ्यासारख्या संरचनेमुळे तो प्रकाशाचा मागोवा घेऊ शकतो. या प्रक्रियेत महत्त्वाची भूमिका बजावणारे ‘चॅनेलर्‍होडॉप्सिन’ नावाचे प्रथिन शास्त्रज्ञांनी ओळखले. चॅनेलर्‍होडॉप्सिन हे प्रथिन निळ्या प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यानंतर पेशीच्या झिल्लीतील एक मार्ग उघडते. त्यामुळे आयन पेशीमध्ये प्रवेश करतात आणि त्यातून विद्युत संकेत निर्माण होतो. या शोधामुळे पेशी प्रकाशाला कशा प्रकारे प्रतिसाद देतात, हे समजून घेण्यास मोठी मदत झाली.
इतर पेशींनाही प्रकाशसंवेदनशील बनवण्याचा प्रयोग
हेगेमन आणि नागेल यांनी केलेल्या पुढील प्रयोगांमध्ये चॅनेलर्‍होडॉप्सिन इतर प्रकारच्या पेशींमध्ये समाविष्ट केल्यास त्या पेशींनाही प्रकाशाला प्रतिसाद देणे शक्य होते, हे सिद्ध झाले. या संशोधनाने कार्ल डेसरॉथ यांचे लक्ष वेधून घेतले. त्यांनी या प्रथिनाचा न्यूरोसायन्समध्ये कसा वापर करता येईल, याचा अभ्यास सुरू केला. पूर्वीच्या संशोधनावर आधारित प्रयोग करत डेसरॉथ यांनी चॅनेलर्‍होडॉप्सिन तयार करणारे जनुक उंदरांच्या चेतापेशींमध्ये समाविष्ट केले. त्यानंतर जिवंत उंदरांच्या मेंदूमध्ये निळ्या प्रकाशाच्या मदतीने या चेतापेशींना सक्रिय करण्यात त्यांना यश आले. 2005 मध्ये प्रकाशित झालेल्या त्यांच्या महत्त्वपूर्ण संशोधनातून या पद्धतीची क्षमता जगासमोर आली. त्यानंतर अवघ्या दोन वर्षांत म्हणजे 2007 मध्ये, सजीव प्राण्यांच्या शरीरातील चेतापेशींवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी पूर्णपणे कार्यक्षम ऑप्टोजेनेटिक प्रणाली विकसित झाली.
ऑप्टोजेनेटिक्समुळे न्यूरोसायन्समध्ये मोठा बदल
ऑप्टोजेनेटिक्सने मेंदूच्या संशोधनाकडे पाहण्याचा दृष्टिकोनच बदलला आहे. विशेषतः चेतापेशींमधील गुंतागुंतीचे संपर्क आणि संवाद समजून घेण्यासाठी या तंत्रज्ञानाचा मोठा उपयोग होत आहे. मानवी मेंदूमध्ये अब्जावधी चेतापेशी एकमेकांशी जोडलेल्या असतात आणि सतत एकमेकांशी संवाद साधत असतात. एखाद्या विशिष्ट मानसिक प्रक्रिया, भावना किंवा वर्तनासाठी नेमक्या कोणत्या चेतापेशी जबाबदार आहेत, हे शोधणे मात्र शास्त्रज्ञांसाठी दीर्घकाळ आव्हान राहिले होते. ऑप्टोजेनेटिक्समुळे आता विशिष्ट चेतापेशींवर जाणीवपूर्वक नियंत्रण ठेवता येते. त्यामुळे त्या पेशींची नेमकी भूमिका काय आहे, याचा अधिक अचूकपणे अभ्यास करणे शक्य झाले आहे.
शहाजीबापूंचा काही तासांत यू-टर्न; मंगेश चिवटेंच्या पाठिशी उभं राहताच महायुतीत नवा ट्विस्ट
या तंत्रज्ञानाच्या मदतीने विशिष्ट आठवणी, भावना आणि वर्तनाशी संबंधित चेतापेशींचे स्वतंत्र नेटवर्क किंवा ‘न्यूरल सर्किट्स’ ओळखण्यात संशोधकांना यश आले आहे. मानसिक आणि न्यूरोलॉजिकल आजारांची कारणे समजून घेण्यासाठीही हे संशोधन अत्यंत महत्त्वाचे ठरत आहे. याशिवाय, ऑप्टोजेनेटिक्सचा उपयोग केवळ मूलभूत मेंदू संशोधनापुरता मर्यादित न ठेवता दृष्टी गमावलेल्या व्यक्तींमध्ये दृष्टी पुनर्संचयित करण्यासाठी करता येईल का, याचाही अभ्यास सुरू आहे. नोबेल समितीच्या मते, डेसरॉथ, हेगेमन आणि नागेल यांच्या संशोधनाने न्यूरोसायन्समध्ये एका नव्या युगाचा पाया घातला आहे. मानवी मेंदूची कार्यपद्धती आणि त्यातील गुंतागुंतीच्या प्रक्रियांबाबतच्या अनेक प्रश्नांचा शोध घेण्यासाठी या तंत्रज्ञानाने शास्त्रज्ञांना अत्यंत प्रभावी साधन उपलब्ध करून दिले आहे. या पुरस्कारातून या तिघांच्या स्वतंत्र योगदानासोबतच मेंदू संशोधनाच्या क्षेत्रात झालेल्या आंतरराष्ट्रीय सहकार्याचेही महत्त्व अधोरेखित झाले आहे.