શરીરવિજ્ઞાન (તબીબીશાસ્ત્ર)માં 2026નું નોબેલ પારિતોષિક: ઓપ્ટોજેનેટિક્સ

સમાચારમાં શા માટે?

• ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિનમાં 2026 નો નોબેલ પુરસ્કાર ત્રણ વૈજ્ઞાનિકો કાર્લ ડીસેરોથ (યુએસએ), પીટર હેગેમેન (જર્મની) અને જ્યોર્જ નાગેલ (જર્મની) ને સંયુક્ત રીતે એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.
• \'લાઇટ-ગેટેડ આયન ચેનલો અને ઓપ્ટોજેનેટિક્સ\' સંબંધિત તેમની ક્રાંતિકારી શોધો માટે તેમને સન્માનિત કરવામાં આવ્યા હતા, જે એક પ્રગતિશીલ તકનીક છે જે વૈજ્ઞાનિકોને પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસ મગજ કોષો (ન્યુરોન્સ) ને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

ઓપ્ટોજેનેટિક્સ શું છે?

• “ઓપ્ટોજેનેટિક્સ (ઓપ્ટોમાંથી, જેનો અર્થ પ્રકાશ અને જિનેટિક્સ થાય છે) એક જૈવિક તકનીક છે જે જીવંત પેશીઓમાં ચોક્કસ ચેતા કોષોની વિદ્યુત પ્રવૃત્તિને નિયંત્રિત કરવા માટે પ્રકાશનો ઉપયોગ કરે છે.”
• માનવ મગજમાં લગભગ 90 અબજ ચેતા કોષો જટિલ સર્કિટમાં ગૂંથાયેલા હોય છે.
• મગજનો અભ્યાસ કરવાની પરંપરાગત પદ્ધતિઓ (જેમ કે ઇલેક્ટ્રોડ અથવા દવાઓ) સ્પષ્ટપણે કાર્ય કરે છે, મગજના વિશાળ વિસ્તારોને આડેધડ રીતે ઉત્તેજિત કરે છે.
• ઓપ્ટોજેનેટિક્સ વૈજ્ઞાનિકોને પ્રકાશના ચમકારાનો ઉપયોગ કરીને મિલિસેકન્ડ ચોકસાઇ સાથે વ્યક્તિગત ન્યુરલ સર્કિટને ચાલુ અથવા બંધ કરવાની મંજૂરી આપીને આનો ઉકેલ લાવે છે.
• ૧૯૭૦ ના દાયકામાં, નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા ફ્રાન્સિસ ક્રિકે અનુમાન લગાવ્યું હતું કે ચેતા સંકેતો અત્યંત ઝડપથી મુસાફરી કરે છે, તેથી પ્રકાશ તેમને નિયંત્રિત કરવા માટે આદર્શ, તાત્કાલિક સાધન હશે. વૈજ્ઞાનિકોના આ ત્રિપુટીએ ક્રિકના \'દૂરના\' દ્રષ્ટિકોણને વાસ્તવિકતામાં ફેરવી દીધો.

શરીરવિજ્ઞાન અથવા દવામાં ૨૦૨૬ ના નોબેલ પુરસ્કાર વિશે મુખ્ય તથ્યો શું છે?

• પીટર હેગેમેન અને જ્યોર્જ નાગેલ (માઈક્રોબાયોલોજિસ્ટ્સ): હેગેમેન (હમ્બોલ્ટ યુનિવર્સિટી ઓફ બર્લિન, જર્મની) અને નાગેલ (યુનિવર્સિટી ઓફ વુર્ઝબર્ગ, જર્મની) એ શેવાળમાં જોવા મળતું પ્રકાશ-સંવેદનશીલ પ્રોટીન, ચેનલરોડોપ્સિન શોધ્યું.
• તેઓએ ઓળખ્યું કે જ્યારે ચેનલરોડોપ્સિન વાદળી પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે તે ભૌતિક દ્વાર (એક આયન ચેનલ) તરીકે કાર્ય કરે છે જે ખુલે છે, જેનાથી સકારાત્મક આયન વહે છે અને વિદ્યુત આવેગ ઉત્પન્ન થાય છે.
• કાર્લ ડીસેરોથ (ધ ન્યુરોસાયન્ટિસ્ટ): ડીસેરોથ (સ્ટેનફોર્ડ યુનિવર્સિટી અને HHMI ઇન્વેસ્ટિગેટર, યુએસએ) એ સસ્તન પ્રાણીઓ (ઉંદર) ચેતાકોષોમાં શેવાળ ચેનલરોડોપ્સિન જનીન દાખલ કર્યું.
• જીવંત ઉંદરોના મગજમાં વાદળી પ્રકાશ (Blue light) પહોંચાડવા માટે નાના ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનો ઉપયોગ કર્યો. જ્યારે વાદળી પ્રકાશ દ્વારા સક્રિય થાય છે, ત્યારે ચેનલરોડોપ્સિન આયન ચેનલો ખોલે છે અને વિદ્યુત આવેગને ઉત્તેજિત કરે છે, જેનાથી વૈજ્ઞાનિકો ચોક્કસ ન્યુરલ સર્કિટ અને વર્તણૂકોને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરી શકે છે.
• મુખ્ય સફળતા એ હતી કે પ્રોટીન પોતે પ્રકાશ શોધ અને આયન-ચેનલ પ્રવૃત્તિને જોડે છે, જે ઇલેક્ટ્રિકલી સક્રિય કોષો માટે મોલેક્યુલર લાઇટ સ્વીચ તરીકે અસરકારક રીતે કાર્ય કરે છે.

મહત્વ 

• અભૂતપૂર્વ મગજ મેપિંગ: ચોક્કસ ચેતાકોષોને પસંદગીયુક્ત રીતે ચાલુ અથવા બંધ કરીને, ઓપ્ટોજેનેટિક્સ વૈજ્ઞાનિકોને મેમરી, લાગણીઓ અને હલનચલન માટે જવાબદાર ન્યુરલ સર્કિટ્સ મેપ કરવાની મંજૂરી આપે છે. 
• તે ન્યુરલ પ્રવૃત્તિ અને વર્તન વચ્ચે કારણ-અને-અસર સંબંધો સ્થાપિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે. આ જૂની મગજ-મેપિંગ પદ્ધતિઓની મર્યાદાઓને દૂર કરે છે. 
• ખામીયુક્ત ન્યુરલ સર્કિટ્સને અલગ કરીને, સંશોધકો પાર્કિન્સન રોગ, અલ્ઝાઇમર, સ્કિઝોફ્રેનિયા, ડિપ્રેશન અને એપીલેપ્સી જેવા માનસિક અને ન્યુરોલોજીકલ વિકારોમાં ઊંડી સમજ મેળવી શકે છે. 
• સુધારેલ ન્યુરલ ઇન્ટરફેસ: સંશોધકોને એવી પણ આશા છે કે ઓપ્ટોજેનેટિક્સ શ્રાવ્ય ચેતાના વધુ ચોક્કસ ઉત્તેજનાને સક્ષમ કરીને કોક્લિયર ઇમ્પ્લાન્ટ્સ જેવી તકનીકોને સુધારી શકે છે. 
• મગજની બહાર: આ તકનીકનો ઉપયોગ હવે હૃદય અને આંતરડા (એન્ટરિક નર્વસ સિસ્ટમ) સહિત શરીરના અન્ય અવયવો સાથે નર્વસ સિસ્ટમ કેવી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે તેનો અભ્યાસ કરવા માટે થઈ રહ્યો છે. 
• રેટિનાઇટિસ પિગમેન્ટોસા જેવા રેટિના ડિસઓર્ડર ધરાવતા દર્દીઓમાં ઓપ્ટોજેનેટિક્સ દ્રષ્ટિ પુનઃસ્થાપિત કરવામાં મદદ કરી શકે છે.