Premiul Nobel pentru Medicină 2026: cum au învățat cercetătorii să controleze creierul cu lumină

Urmărește BZI pe Google

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google

Cum ar fi dacă am putea activa sau opri anumite celule nervoase cu o simplă rază de lumină? Dacă am putea înțelege exact care neuroni sunt responsabili pentru formarea amintirilor, apariția fricii sau declanșarea anumitor comportamente? Ceea ce părea, până nu demult, desprins dintr-un film fantastic a devenit una dintre cele mai importante realizări ale neuroștiinței moderne.

Pe 5 octombrie 2026, Premiul Nobel pentru Fiziologie/Medicină a fost acordat cercetătorilor Karl Deisseroth, Peter Hegemann și Georg Nagel, pentru descoperirile care au făcut posibilă dezvoltarea optogeneticii, o tehnologie care permite controlul activității celulelor nervoase cu ajutorul luminii.

De la o algă microscopică la înțelegerea creierului

Creierul uman conține miliarde de neuroni, care comunică permanent prin semnale electrice și chimice. Aceste rețele complexe coordonează aproape tot ceea ce facem: de la mișcare și percepția durerii până la memorie, emoții, somn și luarea deciziilor.

Anterior, cercetătorii puteau înregistra activitatea cerebrală și puteau observa ce regiuni deveneau active în timpul anumitor comportamente, însă era mult mai dificil să demonstreze că un anumit grup de neuroni produce efectiv o anumită reacție.

Peter Hegemann și Georg Nagel au studiat o algă unicelulară numită Chlamydomonas, care își poate modifica deplasarea în funcție de lumină. Cercetările lor au contribuit la identificarea unei proteine speciale, numită channelrhodopsin, care funcționează ca un canal ionic sensibil la lumină. Atunci când este expusă la lumină de o anumită lungime de undă, această proteină își modifică structura și permite trecerea ionilor prin membrana celulară. Procesul poate genera un semnal electric.

De ce era acest lucru atât de important? Pentru că neuronii funcționează tot prin modificări ale potențialului electric al membranei. Dacă o astfel de proteină putea fi introdusă într-un neuron, lumina ar fi putut deveni un instrument de control al activității sale.

În 2005, Karl Deisseroth și colaboratorii săi au demonstrat că neuronii modificați pentru a produce această proteină puteau fi activați prin impulsuri luminoase. Era începutul unei noi ere în cercetarea creierului.

Termenul de optogenetică combină două concepte: lumina și genetica. Principiul este relativ simplu, chiar dacă tehnologia din spatele său este sofisticată. Cercetătorii introduc în anumite celule gene care determină producerea unor proteine sensibile la lumină. Ulterior, prin iluminarea acestor celule, le pot modifica activitatea. Unele proteine permit activarea neuronilor, în timp ce altele pot determina inhibarea activității acestora. Practic, cercetătorii au obținut un fel de întrerupător biologic, capabil să controleze anumite circuite nervoase cu o precizie de ordinul milisecundelor. Optogenetica le permite oamenilor de știință să investigheze nu doar unde se produce o anumită activitate cerebrală, ci și ce se întâmplă atunci când neuronii implicați sunt activați sau inhibați.

Putem controla amintirile, emoțiile și comportamentul?

Una dintre cele mai fascinante aplicații ale optogeneticii este studierea mecanismelor prin care creierul formează și reactualizează amintirile. În experimente realizate pe animale, cercetătorii au reușit să identifice populații de neuroni implicate în stocarea anumitor amintiri și să le reactiveze folosind lumina. De exemplu, activarea unor neuroni din hipocamp, regiune cerebrală esențială pentru memorie, a putut declanșa la șoareci comportamente asociate unei experiențe anterioare de frică. Alte experimente au arătat că manipularea unor circuite neuronale poate modifica reacțiile de anxietate, comportamentele sociale, motivația sau răspunsul la recompensă. Aceste rezultate au schimbat fundamental modul în care cercetătorii înțeleg relația dintre activitatea cerebrală și comportament.

Totuși, trebuie făcută o distincție importantă: faptul că putem influența anumite comportamente la animale nu înseamnă că putem controla gândurile sau amintirile oamenilor. Memoria și emoțiile umane sunt rezultatul unor rețele neuronale extrem de complexe, iar majoritatea acestor experimente au fost realizate în condiții strict controlate de laborator.

Deși optogenetica a fost dezvoltată inițial ca instrument de cercetare, potențialul său terapeutic a atras rapid atenția comunității medicale. Una dintre cele mai promițătoare direcții este restabilirea parțială a vederii la persoanele cu anumite boli degenerative ale retinei. În retinita pigmentară, celulele fotoreceptoare responsabile pentru percepția luminii se deteriorează progresiv, ceea ce poate conduce la pierderea severă a vederii. Prin optogenetică, cercetătorii încearcă să transforme alte celule retiniene, care nu sunt în mod normal sensibile la lumină, în celule capabile să răspundă la stimuli luminoși. În 2021, un studiu clinic a demonstrat că un pacient cu retinită pigmentară avansată a putut recupera parțial anumite funcții vizuale, folosind o terapie optogenetică asociată unor ochelari speciali.

Rezultatul nu a însemnat restabilirea unei vederi normale, dar a oferit o dovadă importantă că această tehnologie poate avea aplicații reale la oameni. Alte direcții de cercetare includ epilepsia, boala Parkinson, depresia și alte tulburări neurologice sau psihiatrice.

De ce merită optogenetica Premiul Nobel?

De-a lungul istoriei, multe dintre cele mai importante descoperiri medicale nu au produs imediat un medicament sau un tratament. În schimb, au oferit cercetătorilor instrumente complet noi pentru înțelegerea organismului uman. Optogenetica aparține acestei categorii.

Înainte de dezvoltarea sa, cercetătorii puteau observa activitatea unor regiuni cerebrale și puteau formula ipoteze despre rolul lor. Astăzi, pot interveni selectiv asupra unor circuite neuronale și pot analiza consecințele acestei intervenții. Este o schimbare fundamentală: de la simpla observare a creierului la investigarea experimentală a mecanismelor care stau la baza funcționării sale.

Premiul Nobel pentru Medicină din 2026 recunoaște nu doar o descoperire moleculară sau o tehnologie inovatoare, ci o nouă modalitate de a pune întrebări despre creier. Iar poate cea mai frumoasă parte a acestei povești este că o descoperire pornită din studiul unei alge microscopice a devenit unul dintre cele mai puternice instrumente pentru explorarea celui mai complex organ al corpului uman.

Bibliografie

1. https://www.nature.com/collections/addjhidihf
2. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/
3. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/advanced-information/

Prof. univ. dr. Adrian Covic, șeful Compartimentului de Transplant Renal al Spitalului Clinic „Dr. C. I. Parhon” Iași și prorector pentru Cercetare Științifică, Dezvoltare și Inovare în cadrul Universității de Medicină și Farmacie „Grigore T. Popa” (UMF) Iași/ Asist. univ. dr. Anca Ștefan