മെഡിസിൻ/ഫിസിയോളജി നോബൽ സമ്മാനം (2026) ലഭിച്ചത് കാൾ ഡൈസ്സറോഥ്, പീറ്റർ ഹേജ്മോൻ, ഗിയോർഗ് നാഗേൽ (Karl Deisseroth, Peter Hegemann and Georg Nagel) എന്നീ മൂന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്കാണ്. നൊബേൽ കമ്മിറ്റിയുടെ അറിയിപ്പ് ഇപ്രകാരമാണ്: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2026 was awarded jointly to Karl Deisseroth, Peter Hegemann and Georg Nagel "for their discoveries concerning light-gated ion channels and optogenetics" അന്നുതന്നെ നേച്ചർ (Nature) മാഗസിനിൽ ഈവെൻ കാലാവെ (Ewen Callaway) ആശ്ചര്യപ്പെട്ടു: ഇതുപോലെ പ്രധാന്യമുള്ള കണ്ടെത്തൽ സമ്മാനിതമാകാൻ ഇത്ര വൈകിയതെന്തേ? ഈ നൂറ്റാണ്ടിൻറെ ആദ്യവർഷങ്ങളിലാണ് ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാന ഗവേഷണങ്ങൾ നടന്നത്; ഏറെ ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ട പ്രബന്ധങ്ങളും അക്കാലത്തു പുറത്തുവന്നിരുന്നു. മസ്തിഷ്ക ഗവേഷണം, ന്യൂറോസയൻസ് എന്നിവയിൽ പുതിയ കാൽവെയ്പ്പ് ആകുന്ന വിഷയങ്ങളാണിത് രണ്ടും. മസ്തിഷ്ക വിജ്ഞാനീയം മറ്റൊരു തലത്തിലേയ്ക്ക് പോകാൻ ഇവരുടെ പഠനങ്ങൾ സഹായിക്കും എന്നുറപ്പ്.
മസ്തിഷ്കം അതിസങ്കീർണമായ അവയവമാണെന്ന് നമുക്കറിയാം. പലതരത്തിലുള്ള കോശങ്ങളും അവയുടെ സമ്പർക്ക സംവിധാനങ്ങളും ചേർന്നാണ് മസ്തിഷ്ക പ്രവർത്തനങ്ങൾ സാധ്യമാവുന്നത്. മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിന് പിന്നിലെ രീതിശാസ്ത്രവും ഒപ്‌റ്റോജെനെറ്റിക്സ് കണ്ടെത്തലും ഒരിക്കലും എളുപ്പമായിരുന്നില്ല. അക്കഥയിലേയ്ക്ക് നോക്കാം.
ആശയം തുടങ്ങിയത്
ഫ്രാൻസിസ് ക്രിക്കിനെ (Francis Crick) ആർക്ക് മറക്കാനാവും? ഡിഎൻഎ-യുടെ ഘടന കണ്ടെത്തിയ ഗവേഷണം വിപ്ലവകരമായിരുന്നു. അതിൽ പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ചിരുന്ന ഫ്രാൻസിസ് ക്രീക്ക് പിൽക്കാലത്ത് ന്യൂറോസയൻസിലേയ്ക്ക് തിരിഞ്ഞു. നമുക്ക് ചിന്തക്കാനാവുന്നതിനും അപ്പുറം സങ്കീർണമാണ് മസ്തിഷ്കം എന്ന് അതിവേഗം അദ്ദേഹം മനസ്സിലാക്കി. ഭൗതികശാസ്ത്രമായിരുന്നു വിഷയമെങ്കിലും 1976 മുതൽ മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ പ്രവർത്തനം പഠിക്കുന്നതിലായിരുന്നു അദ്ദേഹത്തിന് താല്പര്യം. മസ്തിഷ്കം നമ്മുടെ കാഴ്ച്ചയെ പ്രോസസ് ചെയ്യുന്നുണ്ട്; അതെങ്ങനെ എന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ 1979-ൽ അദ്ദേഹം എഴുതിയ പ്രബന്ധത്തിലൂടെ ശ്രമിച്ചിരുന്നു. പ്രത്യേകം തെരഞ്ഞെടുത്ത മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങളെ ഒറ്റതിരിച്ചു ഉത്തേജിപ്പിക്കാനുള്ള മാർഗം കണ്ടെത്തേണ്ടതിൻറെ ആവശ്യം അക്കാലത്തുതന്നെ ക്രിക്ക് തിരിച്ചറിഞ്ഞിരുന്നു. അതദ്ദേഹം ഇങ്ങനെ ചുരുക്കി പറഞ്ഞു: "Hence an important role for theory in neurobiology is not merely trying to create correct and detailed theories of neural processing (which may be an extremely difficult task) but pointing to which features it would be most useful to study and in particular to measure, in order to see what kind of theory is needed.' (Francis Crick, 1979)
മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങൾ പഠനവിധേയമാക്കുമ്പോൾ നാം ലക്ഷ്യം വെയ്ക്കുന്നത് എന്തൊക്കെയാണെന്ന് നോക്കാം. കോശങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനങ്ങളാവാം പഠനവിഷയം. തെരഞ്ഞെടുക്കപ്പെട്ട കാര്യങ്ങളിൽ മസ്തിഷ്കം എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കുകയും അവയെ അളക്കാൻ ടൂളുകൾ കണ്ടെത്തുകയും പ്രധാനമാണ്. മസ്തിഷ്കത്തെപ്പറ്റി ധാരണകളോ സിദ്ധാന്തങ്ങളോ മുന്നോട്ടുവെയ്ക്കുമ്പോൾ അതിൻറെ പ്രവർത്തനങ്ങളിലെ വൈചിത്ര്യങ്ങൾ ഉൾക്കൊണ്ടാവണം എന്നതും പ്രധാനമാണ്. മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ ഓരോ ഇടത്തിനും വെവ്വേറെ പ്രവർത്തന ദൗത്യങ്ങളുണ്ട്; അതിനാൽ അവയോരോന്നും വെവ്വേറെ പഠിക്കേണ്ടതുമാണ്. മസ്തിഷ്കത്തിൻറെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ പഠിക്കാൻ ഇലക്ട്രോഡുകൾ എന്തായാലും പര്യാപ്തമല്ല. എത്രചെറുതായാലും ഇലെക്ട്രോഡുകൾ ആയിരക്കണക്ക് വ്യത്യസ്തതരം കോശങ്ങളെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കും. അദ്ദേഹത്തിൻറെ അഭിപ്രായത്തിൽ പ്രകാശ കണികകൾക്ക് കോശങ്ങളെ കൃത്യമായ അളവിൽ ഉത്തേജിപ്പിക്കാനാവും. അതിവേഗത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന കോശതല സ്വിച്ച് ആയി പ്രകാശത്തിനെ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് 1999-ൽ തന്നെ അദ്ദേഹം പറയുകയുണ്ടായി. ഫ്രാൻസിസ് ക്രിക്ക് അങ്ങനെ ഓപ്റ്റോജനറ്റിക്സ് പഠനത്തിൻറെ ശിലാസ്ഥാപനം നടത്തുന്നതിന് കാരണമായി.
ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് വന്ന വഴി
പ്രകാശ കണികകൾ വഴി കോശങ്ങളെ കൃത്യമായി പ്രവർത്തിപ്പിക്കാൻ ജീൻ കോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന സംവിധാനത്തെ ഓപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് എന്ന് പറയുന്നു. ക്രിക്ക് കാലഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് നോബൽ പുരസ്‌കാരം വരെ എത്താൻ ദശകങ്ങൾ മാത്രമേ വേണ്ടിവന്നുള്ളൂ. കോശപ്രവർത്തനത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കാൻ പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ചപ്പോൾ അവയുടെ പ്രവർത്തനം മില്ലിസെക്കൻഡ് തലത്തിൽ കൃത്യതയോടെ നടന്നു; മുൻകൂട്ടി നിശ്ചയിക്കപ്പെട്ട കോശങ്ങൾ മാത്രം പ്രതികരിക്കുകയും ചെയ്തുവന്നു. അടുത്ത ഘട്ടം 2002-ൽ ജിറോ മൈസൻബോക് (Gero Miesenböck) വിജയകരമായി ചെയ്ത പരീക്ഷണങ്ങൾ വ്യക്തമാക്കും. ജനറ്റിക് എഞ്ചിനീറിങ് വഴി ഡ്രോസഫിലിയയിൽ (drosophila, fruit fly/ കനി ഈച്ച) നിന്ന് ഒരുപറ്റം ഓപസിൻ ജീനുകളെ എലിയുടെ നാഡിയിലെത്തിക്കുക ആയിരുന്നു ആദ്യഘട്ടം. പരീക്ഷണശാലയിലെ തട്ടങ്ങളിലായിരുന്നു അവ നടന്നത്. പുതിയ നാഡീകോശങ്ങളിൽ പ്രകാശം പതിച്ചപ്പോൾ പരീക്ഷണ കോശങ്ങൾ ഉത്തേജിതമായി. ഏതാനും വർഷങ്ങൾക്കുള്ളിൽ അവർ തങ്ങളുടെ പരീക്ഷണങ്ങളുടെ വ്യാപ്തി വർധിപ്പിച്ചു. ഇക്കുറി, പ്രകാശത്തോട് പ്രതികരിക്കാൻ കഴിയുന്ന അയോൺ ചാലുകൾ ഈച്ചകളുടെ മസ്തിഷ്കത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ചു. പ്രകാശം കൊണ്ട് ഉത്തേജിതമാകുന്ന കോശങ്ങളെ മാത്രം പ്രവർത്തിപ്പിക്കാനും അതനുസരിച്ചു ഈച്ചകൾക്ക് പ്രതികരിക്കാനാകുമെന്നും തെളിവായി. വെളിച്ചത്തിൽ നിന്ന് പറന്നകലാനും, ഉറക്കത്തേയും ലൈംഗികതയേയും നിയന്ത്രിക്കാനും സാധ്യമാവുമെന്നും അവരുടെ പരീക്ഷണങ്ങൾ തെളിയിച്ചു.
ഇനി നമുക്ക് ഓപ്സിൻ എന്താണെന്ന് നോക്കാം. പ്രകാശത്തോട് പ്രതികരിക്കാൻ കഴിയുന്ന പ്രോടീൻ തന്മാത്രയാണത്. ജീവികളുടെ കണ്ണിലും മറ്റുചില കോശങ്ങളിലും ഇതിൻറെ സാന്നിധ്യമുണ്ട്. ആയിരത്തിലധികം ഓപ്സിനുകൾ ജീവികളിൽ കണ്ടത്തിക്കഴിഞ്ഞു. റെറ്റിനാൾ (retinal) എന്ന ലഘു തന്മാത്രയുമായി ഒട്ടിച്ചേർന്ന ഓപ്സിനുകൾക്ക് പ്രകാശത്തെ കണ്ടെത്താനും ട്രാക്ക് ചെയ്യാനും കഴിവുണ്ട്. ഓപ്സിൻ പലതുണ്ടെങ്കിലും ജീവികൾക്കുള്ളിൽ കാണുന്ന ഓപ്സിൻ തന്മാത്രകൾക്ക് പൊതുഘടന കാണാം. കോശഭിത്തിയിലൂടെ തിരിച്ചും മറിച്ചും കടക്കുന്ന ഏഴ് പിരികൾ ചേരുന്നതാണ് ഘടന. ഏകദേശം നടുവിലായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന പോക്കറ്റിൽ റെറ്റിനാൾ ഇരിക്കുന്നു; പ്രകാശം വരുന്നതും കാത്ത്. പ്രകാശ കണികയ്ക്കായി ഫോട്ടോണുകളെ സ്വീകരിച്ചാണ് ഓപ്സിൻ പ്രവർത്തിക്കുക. ഓപ്സിനുകൾ അതിവിപുലമായ തന്മാത്രാകുടുംബത്തിൽ പെടുന്നു. സ്വീകരിണിയും പ്രൊടീനും ചേർന്ന കൂട്ട് (G protein-coupled receptors, or GPCRs) എന്ന രീതിയൽ ഇവ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഹോർമോണുകൾ, ഗന്ധത്തിൻറെയും നാഡീപ്രസരിണികളുടേയും തന്മാത്രകൾ, ഓപ്സിനുകൾ ആണ്. പ്രകാശത്തോട് പ്രതികരിക്കുന്ന ഓപ്സിനുകൾക്ക് ഇവയിൽ നിന്നും ഒരു വ്യത്യാസമേയുള്ളൂ: ഏഴാമത്തെ പിരിയിൽ കൃത്യമായൊരിടത്ത് ലൈസിൻ (Lysine) എന്ന അമിനോആസിഡ് റെറ്റിനാളുമായുള്ള രാസബന്ധമാണത്. ഇതാണ് പ്രകാശത്തതിൻറെ ഫോട്ടോണുകളെ കാത്തിരിക്കുന്നത്.
നമ്മെ അതിശയിപ്പിക്കുന്ന മറ്റൊന്നുകൂടി: ഓപ്സിനുകൾ കാഴ്ചയുമായി മാത്രമല്ല ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. മനുഷ്യരുടെ ത്വക്കിൽ നാലുതരം ഓപ്സിനുകൾ കണ്ടെത്തിക്കഴിഞ്ഞു. അവയ്ക്കും പ്രകാശം, അൾട്രാവയലെറ്റ് എന്നീ രശ്മികളോട് പ്രതികരിക്കാനാവും. ചിലതരം രക്തകോശങ്ങളിലും ശ്വാസകോശത്തിലെ ഫൈബ്രോബ്ലാസ്റ്റുകൾക്കും ഓപ്സിൻ സാന്നിധ്യമുണ്ട്. ഫോട്ടോണുകളല്ലാത്ത മറ്റ് രാസഘടകങ്ങളോട് അവയ്ക്ക് പ്രതികരിക്കാനാവുന്നു. അതിനാൽ ഓപ്സിനുകൾക്ക് അതിദീർഘമായ ചരിത്രമുണ്ടാവണം. ഉദ്ദേശം 70 കോടി വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ആദ്യകാല ഓപ്സിൻ നിലവിൽ വന്നതായി കരുതപ്പെടുന്നു.
വളരെ പ്രധാന സംഭാവനയാണ് ജിറോ മൈസൻബോക് (Gero Miesenböck) നടത്തിയത് - നൊബേൽ സമ്മാനിതരിൽ അദ്ദേഹത്തിൻറെ പേര് ഉൾപ്പെട്ടിട്ടില്ലെങ്കിലും. ഫിസിയോളജി ന്യൂസ് മാഗസിൻ 2013-ൽ അദ്ദേഹവുമായി ഒരഭിമുഖം നടത്തി. ഈ മേഖലയിലെത്താൻ താങ്കൾക്ക് എന്തായിരുന്നു പ്രചോദനം എന്ന ചോദ്യത്തിന് മൈസൻബോക് പറഞ്ഞു: I was steeped in thinking about optically active proteins and neurons but wasn’t actively trying to invent optogenetic control when I had the idea. It was a Saturday, I was at home and drifting back into a novel I was reading, and suddenly I thought, ‘Wouldn’t it be amazing if one could invert the direction of optical communication with the brain. Use light not just to observe, but also to control.’ As soon as I had the idea I realised that if it worked it would have a major impact.
മസ്തിഷ്കത്തിലെത്തുന്ന പ്രകാശം
അപ്പോൾ അനേകം ചെറുജീവികൾക്ക് പ്രകാശം മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ അതിൻറെ രീതിശാസ്ത്രം പഠനവിധയമാക്കാൻ പീറ്റർ ഹേജ്മാൻ, ഗിയോർഗ് നാഗേൽ (Peter Hegemann and Georg Nagel) പഠനമാരംഭിച്ചതാണ് അടുത്ത ഘട്ടം. ഏറ്റവും സൂക്ഷ്മ ജീവികളിൽ പോലും പ്രകാശത്തോട് പ്രതികരിക്കാനുള്ള രാസവിദ്യയുണ്ടെന്നവർ കണ്ടെത്തി. സമുദ്രതൃണമെന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന ഏകകോശ ജീവികളായ അൽഗകൾക്ക് പ്രകാശത്തോടടുക്കാനും അകന്നുപോകാനുള്ള കഴിവുണ്ട്. പ്രകാശത്തിൻറെ തോതനുസരിച്ച് ക്ലമിഡോമോണാസ് (Chlamydomonas) ജീവികളെ ചലിക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന പ്രോടീൻ രാസവസ്തു ഇവർ കണ്ടെത്തി. ചാനൽ റോഡോപ്സിൻ (channelrhodopsin) എന്ന പ്രോടീനായിരുന്നു അത്. അൽഗ കോശത്തിൻറെ ഉപരിതലത്തിലാണെങ്കിലും കോശഭിത്തിയുടെ ഉള്ളിലും പുറത്തുമായി ചാനൽ റോഡോപ്സിൻ പിടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അതിന്മേൽ പ്രകാശം പതിക്കുമ്പോൾ, തന്മാത്രയ്ക്ക് രൂപമാറ്റം ഉണ്ടാവും. ഇത് കോശഭിത്തിയിൽ സൂക്ഷ്മമായ വാതിൽ തുറക്കാൻ കാരണമാകുന്നു. അതിലൂടെ പുറമേ നിന്ന് സോഡിയം പോലുള്ള അയോണുകൾ ആൽഗയ്ക്കകത്തേയ്ക്ക് കയറാൻ അവസരമുണ്ടാകും. വൈദ്യുതി ചാർജുള്ള അയോണുകൾ ആൽഗയുടെ ഉള്ളിലേയ്ക്ക് പ്രവഹിക്കുന്നത് ചലിക്കാനുള്ള സിഗ്നലായി പരിണമിക്കുന്നു.
കോശത്തിന്മേൽ ഘടിപ്പിച്ച പ്രകാശസ്വീകരിണികൾ ഉത്തേജിതമാക്കുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ പ്രക്രിയകൾ (Mechanism) മനസ്സിലാക്കാൻ വിശദമായ പഠനങ്ങൾ വേണം. പീറ്റർ ഹേജ്മാൻ, ഗിയോർഗ് നാഗേൽ എന്നിവർ ചെയ്ത പഠനങ്ങളിൽ നൂതന കണ്ടെത്തലുകൾ ഉണ്ടായി. ചാനൽ റോഡോപ്സിൻ (channelrhodopsin, ChR) എന്ന തന്മാത്രയാണ് പുതിയ കണ്ടെത്തൽ. ഇവയുടെ സാന്നിധ്യം മൂലം കോശങ്ങൾക്കുള്ളിലെ അമ്ലത, കാൽസ്യം സംവഹനം, എന്നിവ സുഗമമാകുന്നു. പല ജീവികളിലും ChR തന്മാത്രകൾ വേറിട്ട രൂപത്തിൽ കാണാവുന്നതുമാണ്. റോഡോപ്സിൻ പ്രകാശസ്വീകരിണിയും നേരെത്തെ കണ്ടിരുന്ന അയോൺ ചാലുകളും തമ്മിൽ ഉറ്റബന്ധമുണ്ടെന്ന് ഗവേഷകർ (ഹേജ്മാൻ, നാഗേൽ) അനുമാനിച്ചു. ഒരുവേള രണ്ടിനും സമാനമായ പ്രോടീൻ സങ്കീർണം (protein complex) വഴിയാകും പ്രവർത്തിക്കുക. കണ്ണില്ലെങ്കിലും ആൽഗ പോലുള്ള സൂക്ഷ്മജീവികൾക്ക് കാഴ്ച്ചപോലെ പ്രവർത്തിക്കാൻ ശേഷിയുള്ള ഗെയ്റ്റ് മെക്കാനിസമുണ്ട്.
അതിൽ ChR നീലവെളിച്ചത്തിന് അനുകൂലമായി ഉത്തേജിക്കപ്പെടും. ഈ സമയത്ത് സോഡിയം, കാൽസ്യം, പൊട്ടാസ്യം, മുതലായ അയോണുകൾ ഉള്ളിലേയ്ക്ക് പ്രയാണം ചെയ്യും. ഇത് ഓൺ-സ്വിച്ച് ആയി കരുതാം. ഹാലോറോഡോപ്സിൻ (Halorhodopsin, NpHR) ഓഫ്-സ്വിച്ഛ് ആയി പ്രവർത്തിക്കും; ക്ളോറൈഡ് പോലുള്ള നെഗറ്റീവ് അയോണുകളെ സ്വാധീനിക്കുകയും നാഡീപ്രവർത്തനം ശമിക്കുകയും ചെയ്യും. അങ്ങനെ, ഏഴു പിരിയുള്ള പ്രോടീൻ തന്മാത്ര പ്രകാശ സ്വീകരിണിയായും, അയോണുകൾ സഞ്ചരിക്കുന്ന പാതയായും ഫലപ്രദമായി പ്രവർത്തിക്കുമെന്ന് ഇവർ തെളിയിച്ചു.
പ്രകാശത്തിനോട് പ്രതികരിക്കുന്ന പ്രോടീനുകളെ തവളയുടെ കോശങ്ങളിൽ ഗിയോർഗ് നാഗേൽ പരീക്ഷിച്ചു നോക്കി. കുറേക്കൂടി വലിയ കോശങ്ങളായതിനാൽ പഠനവും നിരീക്ഷണവും കൂടുതൽ എളുപ്പമാവുമല്ലോ. കോശങ്ങളെ പ്രോടീൻ നിർമിക്കുന്ന ജീനുകൾ നിർമിക്കുവാൻ പ്രേരിപ്പിക്കലാണ് അടുത്ത ദൗത്യം. തവളയുടെ അണ്ഡമാണ് ഇതിനായി തെരഞ്ഞെടുത്തത്. ഇത് ഫലപ്രദമാണെന്ന കണ്ടെത്തൽ സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ലായി. ഇതുവരെ നടന്നത് ഇങ്ങനെ പറയാം. പ്രകാശസ്വീകരിണിയായും അയോൺ ചാലായും പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രോടീൻ ഒരു സൂക്ഷ്മജീവിയിൽ കണ്ടെത്തി. ഇതിന് അതിശീഘ്രം വിവരങ്ങൾ കൈമാറാനുള്ള സ്പീഡും കൃത്യതയുമുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പായി; ഒരേ തരം ന്യൂറോണുകളെ മാത്രമേ ഉത്തേജിപ്പിക്കുകയോ ശമിപ്പിക്കുകയോ ഉള്ളൂ എന്നും പരീക്ഷണങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കി.
ചാനൽറോഡോപ്സിൻ നിർമിക്കുന്ന ജീൻ പരീക്ഷണ നാഡീകോശങ്ങളിലേയ്ക്ക് എത്തിക്കുന്നതും വിഷമം പിടിച്ച പണിയാണ്. ഇതിനായവർ രോഗശേഷി ശമിപ്പിച്ച വൈറസിനുള്ളിലേയ്ക്ക് ജീൻ കടത്തിവിടുകയാണ് ചെയ്യാറ്. നിർവീര്യമാക്കിയ വൈറസാകയാൽ രോഗമുണ്ടാക്കുമെന്ന് ശങ്ക വേണ്ട. ജീൻ സ്വാധീനത്തിൽ കോശങ്ങൾ ചാനൽറോഡോപ്സിൻ എന്ന പ്രോടീൻ നിർമിച്ചുതുടങ്ങും; എലികളിൽ നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങൾ വഴി ഇതിൻറെ പ്രവർത്തനക്ഷമത വെളിപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. അവയുടെ മസ്തിഷ്കത്തിലേയ്ക്ക് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ വഴി പ്രകാശം എത്തിക്കാനാവും. വെളിച്ചമെത്തുന്ന മുറയ്ക്ക് ചാനൽറോഡോപ്സിൻ ഉള്ള കോശങ്ങൾ മാത്രം സജീവമാകുന്നു, മറ്റുള്ളവ പ്രതികരിക്കാതെ തുടരും. പ്രകാശം മസ്തിഷ്കത്തിൻെറ ഏതെങ്കിലും ചെറിയ ഭാഗത്ത് കേന്ദ്രീകരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ മസ്തിഷ്കത്തിൻെറ വിവിധ ഭാഗങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനം നമുക്ക് പഠനവിധേയമാക്കാനും കഴിയും. ഓർമ്മ, ഉറക്കം, ചലനം, അനുഭവം, എന്നിങ്ങനെ പലതും ഇനി പഠനത്തിനും നിരീക്ഷണങ്ങൾക്കും വഴങ്ങും എന്നത് അത്ഭുതമത്രെ. ഇതാണ് കാൾ ഡെയ്സറഥ് (Karl Deisseroth) നടത്തിയ സംഭാവന.
ജനറ്റിക് എഞ്ചിനീയറിംഗ് വഴി ലഭ്യമാക്കിയ ഓപ്സിൻ സസ്തനികളുടെ നാഡീകോശങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുകയാണ് പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഒരുഭാഗം. കോശങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ പ്രകടിപ്പിക്കപ്പെട്ട തന്മാത്രകൾ നീല വെളിച്ചത്തിൽ ഉത്തേജിതരാകയും മഞ്ഞ വെളിച്ചത്തിൽ ശമിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യും. ഇപ്പോൾ ഗവേഷകർക്ക് പ്രകാശത്തിൻറെ വിവിധ നിറങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് പരീക്ഷണമൃഗങ്ങളുടെ പെരുമാറ്റങ്ങളെ സ്വാധീനിക്കാൻ പറ്റുമെന്നായി. ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക് ഓർക്കസ്ട്ര എന്നാണ് ഡെയ്സറഥ് ഇതിനെ വിളിക്കുന്നത്. ആൽഗയുടെ ജീൻ എടുത്ത് ന്യൂറോണുകളിൽ നിക്ഷേപിച്ചപ്പോഴാണ് പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് ദിശാബോധം കിട്ടിയതെന്ന് ഡെയ്സറഥ് കരുതുന്നു. എന്നാൽ ഫലപ്രദമായ ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് സംവിധാനം അനേക വർഷങ്ങളുടെ ശ്രമഫലമായി ഉണ്ടായതാണ്. പ്രകാശത്തോട് അനുകൂലപ്രതികരണം സാധ്യമാക്കാനൊരു കോഫാക്ടർ (cofactor) സസ്തനികളുടെ മസ്തിഷ്കത്തിൽ ഉണ്ടന്നും അദ്ദേഹം കണ്ടെത്തി. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ഗവേഷകർക്ക് പരീക്ഷണങ്ങൾ ആവർത്തിക്കാൻ ഇത് സഹായമായി.
ഒരു പരീക്ഷണത്തിൽ കൂട്ടിൽ പാർപ്പിച്ച എലിക്ക് വൈദ്യുതി ഷോക്ക് നൽകി ഭയപ്പെടുത്തി. ഇത് ശ്രദ്ധേയമായ പരീക്ഷണമായി മാറി. മസ്തിഷ്കത്തിൽ ഓർമ്മയുടെ കേന്ദ്രങ്ങൾ ടാഗ് ചെയ്തിട്ടായിരുന്നു പരീക്ഷണം. ഏതാനും ദിവസങ്ങൾ കഴിഞ്ഞ് എലിയെ മറ്റൊരു കൂട്ടിലേയ്ക്ക് മാറ്റി. ഇവിടെ എലിക്ക് ഷോക്ക് നൽകിയില്ല. ടാഗ് ചെയ്തിരുന്ന മസ്തിഷ്ക കോശങ്ങൾക്കുമേൽ വെളിച്ചം പതിച്ചപ്പോൾ പുതിയ ഇടത്തിലും എലി ഭയന്നുവിറച്ചു. എന്നാൽ ഷോക്ക് കിട്ടാത്ത എലികൾ ഈ അനുഭവം പ്രകടിപ്പിച്ചില്ല. മുൻ പാർപ്പിടത്തിൽ ഷോക്ക് ലഭിച്ച എലിക്ക് ഭയം ഓർമ്മിക്കാനാവുമെന്നും അത് ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ കണ്ടെത്താനാവുമെന്നും തെളിഞ്ഞു.
മസ്തിഷ്കം അതിൻെറ രഹസ്യങ്ങൾ തുറക്കുന്നു
നേത്രാന്തരപടലം കേടാവുകയും കാഴ്ചശക്തി നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നവരിൽ ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് ചികിത്സാസാധ്യത ഒരുക്കുന്നു. ഇതിപ്പോൾ പരീക്ഷണ ഘട്ടത്തിലാണ്; നിലവിൽ ഗവേഷണം ആശാവഹമായി മുന്നേറുന്നു. പാർക്കിൻസൺ രോഗചികിത്സയിൽ വലിയ സാദ്ധ്യതകൾ മുൻകൂട്ടി കാണുന്നുണ്ട്. രോഗബാധിതരായ എലികളിൽ ടെക്നോളജി ഉപയോഗിച്ച് മസ്തിഷ്‌കത്തിലെ കേടായ ട്രാക്കുകളെ നിരീക്ഷിക്കാനും മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയുമെന്നാണ് വിശ്വാസം. ചുഴലിരോഗം, ചില മാനസിക രോഗങ്ങൾ എന്നിവയിലും ഗുണകരമായ മാറ്റങ്ങൾ വരും കാലത്ത് പ്രതീക്ഷിക്കാം. മസ്തിഷ്കത്തിൽ മാത്രമായി ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് സാധ്യത ഒതുങ്ങുന്നില്ല. മറ്റ് അവയവങ്ങളിലും ഒപ്റ്റോജെനറ്റിക്സ് സാധ്യത പ്രവഹിക്കപ്പെടുന്നു. ഹൃദയ പേശീ രോഗങ്ങൾ, വൻകുടൽ ശ്വാസകോശം, മൂത്രാശയം എന്നിവയിലും ടെക്നോളജി ഭാവിയിൽ ഫലപ്രദമാകാൻ സാധ്യത ഏറെയുണ്ട്.
ഡെയ്സറഥ് ഇങ്ങനെ സംക്ഷേപിക്കുന്നു: Optogenetics is a technology that allows targeted, fast control of precisely defined events in biological systems as complex as freely moving mammals. By delivering optical control at the speed (millisecond-scale) and with the precision (cell type–specific) required for biological processing, optogenetic approaches have opened new landscapes for the study of biology, both in health and disease.
Reference
1. Callaway, Ewen – ‘What took them so long?’ This year’s medicine Nobel winner is overdue: Nature.com, Oct, 2026
2. Sejnowski, Terrance J. – In Memoriam: Francis H.C. Crick - Neuron, Vol. 43, 619–621, September 2, 2004,
3. https://www.nobelprize.org/uploads/2026/10/advanced-medicineprize2026.pdf
4. Gero Miesenböck: Q&A – Physiology News Magazine: Issue-93; Winter 2013
5. Lucas, Robert – How pond algae led to a Nobel prize and a new way to study the brain – The Conversation: Oct, 2026
6. Lucas, Robert – 2026 Nobel Prize in Medicine Honors Breakthrough That Lets Scientists Control the Brain With Light: SciTechDaily: Oct 2026
7. Deisseroth, K. Optogenetics. Nat Methods 8, 26–29 (2011). https://doi.org/10.1038/nmeth.f.324