நோபல் பரிசு -ஆப்டோஜெனடிக்ஸ்

**ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் நோபல் பரிசை வென்றது – மூளை தொடர்பான அறிவியல் முன்னேற்றத்தில் ஒரு தொழில்நுட்ப புதுமை**

கிம்பர்லி டி'ஆர்டென்

மூளை நம்பமுடியாத அளவுக்கு சிக்கலானது. என்னைப் போன்ற நரம்பியல் அறிவியலாளர்களுக்கு இது பயமுறுத்துவதும் அதேசமயம் கவர்ச்சிகரமானதும் ஆகும். ஒரு கன மில்லிமீட்டர் அளவில் – ஏறக்குறைய ஒரு கசகசா விதையின் அளவு – பல்லாயிரக்கணக்கான நியூரான்களும், மூளைக்கு ஆதரவளிக்கும் பிற செல்களும் உள்ளன. அவை அனைத்தும் ஒன்றையொன்று பாதிக்கின்றன.

நரம்பியல் அறிவியலாளர்கள் இந்தச் சிக்கலான தன்மையை எப்படிப் புரிந்துகொள்கிறார்கள்? மேலும், மூளையின் மீது வெவ்வேறு நிறங்களின் ஒளியைப் பாய்ச்சி நியூரான் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும் நிலைக்கு அவர்கள் எப்படி வந்தார்கள்?

பதில்: ஒரு கட்டமாக, தொழில்நுட்பத்தின் பெரும் உதவியுடன்.

மூளை எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பது பற்றிய ஆராய்ச்சியாளர்களின் தற்போதைய புரிதலை ஆதரித்த தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களை மீண்டும் பார்ப்பது, நரம்பியல் அறிவியல் துறை அடுத்து எங்கு செல்லக்கூடும் என்பதைக் காட்டும். நரம்பியல் அறிவியலை இன்றைய நிலைக்குக் கொண்டுவந்த தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்களில் ஒரு பொதுவான வடிவம் உள்ளது: மூளையைக் காட்சிப்படுத்து, அதன் செயல்பாட்டை அளவிடு, பின்னர் அதைக் கட்டுப்படுத்து.

நோபல் பரிசு அறிவிப்பு நிகழ்வில் உள்ள விளக்கக்காட்சித் திரை, தலையில் ஒளியிழை பொருத்தப்பட்ட எலியின் படம்

ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் நியூரான் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்த ஒளியைப் பயன்படுத்துகிறது. ஜொனாதன் நாக்ஸ்ட்ராண்ட்/AFP via Getty Images

ஒளியைப் பயன்படுத்தி நியூரான் செயல்பாட்டைப் பாதிக்கும் முறை ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் எனப்படும். இது நரம்பியல் அறிவியலாளர்களுக்கு நியூரான்கள் என்ன செய்கின்றன என்பதை மில்லி விநாடிக்கு மில்லி விநாடி கட்டுப்படுத்த அனுமதிக்கிறது. இந்த நுட்பத்திற்கு வழிவகுத்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் 2026 ஆம் ஆண்டின் உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசை வென்றனர்.

ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் வழங்கும் கட்டுப்பாட்டின் அளவு, முன்பு கற்பனை என்று தோன்றிய வகையில் மூளைச் செயல்பாட்டை சிகிச்சை ரீதியாகச் சரிசெய்யும் திறன் அடிவானில் இருக்கக்கூடும் என்பதைக் காட்டுகிறது. இதில் பார்வையை மீட்டெடுத்தல், வலியைக் குறைத்தல், மேலும் வலிப்பு நோய் மற்றும் மனநல கோளாறுகள் போன்ற நோய்களுக்கு சிகிச்சையளித்தல் ஆகியவை அடங்கும்.

**மூளையைக் காட்சிப்படுத்துதல்**

நியூரான்கள் எப்படி இருக்கின்றன, அவை எப்படி ஒன்றோடொன்று இணைகின்றன என்பதை நரம்பியல் அறிவியலாளர்கள் அறிய வந்ததற்கு வண்ணக் கறைகளும் உருப்பெருக்கமும் காரணமாகும்.

1800களின் பிற்பகுதியில், ஸ்பானிய நரம்பியல் அறிவியலாளரும் கலைஞருமான சாண்டியாகோ ரமோன் ஒய் கஹால், நுண்ணோக்கி வழியாகத் தான் பார்த்ததை வரைந்தார். தனிநபர் நியூரான்களைத் தெரியவைக்க வெள்ளியால் கறைபடுத்தப்பட்ட மூளைத் திசு மாதிரிகளை அவர் ஆய்வு செய்தார். இந்த நுட்பத்தை இத்தாலிய நரம்பியல் அறிவியலாளர் கமிலோ கோல்கி உருவாக்கியிருந்தார்.

வரைந்துகொண்டே, நியூரான்கள் தங்கள் இணைப்புகள் வழியாக ஒன்றையொன்று எப்படிப் பாதிக்கக்கூடும் என்று கஹால் யோசித்தார். அவர் உருவாக்கிய கருத்துகள் மூளை எப்படி கற்கிறது மற்றும் நினைவில் கொள்கிறது என்பதற்கான அடித்தளத்தை உருவாக்குகின்றன. இந்த அறிவியலாளர்களின் பணி அவர்களுக்கு 1906 ஆம் ஆண்டின் உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசைப் பெற்றுத் தந்தது.

1970களில், மூளைக்கு வண்ணம் பூசும் மற்றொரு முறையை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கினர். இது முன்னோக்கு மற்றும் பின்னோக்கு தடமறிதல் எனப்படும். இந்த முறைகள் நரம்பியல் அறிவியலாளர்களுக்கு மூளையில் நியூரான்களுக்கு இடையிலான வெவ்வேறு பாதைகளை வரைபடமாக்க அனுமதித்தன.

மூளையின் கனெக்டோம் நம்பமுடியாத அளவுக்கு சிக்கலானது.

இன்று, மூளையை மிக நுட்பமான விவரங்களில் காட்சிப்படுத்த முடியும். எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி – ஒரு பொருளின் மீது எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தைச் செலுத்தி அணு அளவிலான பிரிதிறனில் படத்தை உருவாக்குதல் – மற்றும் எக்ஸ்பான்ஷன் நுண்ணோக்கி – குழந்தை டயப்பர்களில் உள்ள அதே வகை ஜெல்லைப் பயன்படுத்தி ஒரு திசு மாதிரியை உடல் ரீதியாகப் பெரிதாக்கி ஒவ்வொரு செல்லையும் அதன் இணைப்புகளையும் காட்சிப்படுத்துதல் – போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் இதில் அடங்கும். இந்த நுட்பங்கள், செயற்கை நுண்ணறிவு வழிமுறைகளுடன் இணைந்து, ஒரு கன மில்லிமீட்டர் மூளைத் திசுவுக்குள் உள்ள சிக்கலான தன்மையை அறிவியலாளர்கள் காண உதவுகின்றன.

காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (MRI) ஆராய்ச்சியாளர்கள் மூளையை எப்படிப் புரிந்துகொள்கிறார்கள் என்பதை ஆழமாகப் பாதித்துள்ளது. செயல்பாட்டு MRI, முழு மூளையிலும் இரத்த ஓட்டத்தை அளவிடுவதன் மூலம், ஊடுருவல் இல்லாமல் மூளைச் செயல்பாட்டை நரம்பியல் அறிவியலாளர்கள் ஒட்டுக்கேட்க அனுமதிக்கிறது. 2003 ஆம் ஆண்டில், செயல்பாட்டு MRI-ஐ சாத்தியமாக்கும் MRI நுட்பங்களின் உருவாக்கத்திற்காக – விரைவான இமேஜிங் வரிசைகள் மற்றும் இடவியல் குறியீடாக்கம் – உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது.

இந்தக் காட்சிப்படுத்தல் மற்றும் உருப்பெருக்க முறைகள் அனைத்தும் கனெக்டோமிக்ஸ் துறையை உருவாக்குகின்றன: நியூரான்களுக்கு இடையிலான அனைத்து இணைப்புகளையும் வரைபடமாக்குதல்.

**நியூரான் செயல்பாட்டை அளவிடுதல்**

மூளையின் கட்டமைப்புகளையும் அமைப்பையும் காட்சிப்படுத்துவதோடு, மின்சாரத்தைக் கையாளும் திறன் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு நியூரான்கள் எப்படித் தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதை அறிய உதவியது.

நியூரான்கள் உருவாக்கும் மின் துடிப்புகளைப் பிடித்து அளவிடும் பணிக்காக நரம்பியல் அறிவியலாளர்கள் ஆலன் ஹாட்ஜ்கின் மற்றும் ஆண்ட்ரூ ஹக்ஸ்லி 1963 ஆம் ஆண்டின் உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசை வென்றனர். நியூரான்கள் ஒன்றோடொன்று தொடர்பு கொள்ள இந்தச் செயல் திறன்களைப் பரப்புகின்றன.

இன்று, நியூரான்களின் மின் செயல்பாட்டை அளவிட நரம்பியல் அறிவியலாளர்கள் பயன்படுத்தும் ஆய்வுக்கருவிகள், வெவ்வேறு மூளைப் பகுதிகளிலிருந்து நூற்றுக்கணக்கான நியூரான்களின் செயல்பாட்டை ஒரே நேரத்தில் ஒட்டுக்கேட்க முடியும்.

ஒரே நேரத்தில் பதிவு செய்யும் முறைகளைப் பயன்படுத்தும் ஆராய்ச்சி, மூளை எப்படி செயல்படுகிறது என்பது பற்றிய அறிவியலாளர்களின் புரிதலைத் தலைகீழாக மாற்றுகிறது: 2025 ஆம் ஆண்டில் வெளியிடப்பட்ட தொடர் ஆய்வுகள், ஒரு விலங்கு ஒரு முடிவை எடுக்கும்போது, முடிவெடுத்தல் தொடர்பான மூளைப் பகுதிகளில் உள்ள நியூரான்கள் மட்டுமல்ல, மூளையின் 95% செயலில் ஈடுபட்டிருப்பதைக் காட்டின.

**நியூரான்களைக் கட்டுப்படுத்துதல்**

குறிப்பிட்ட நியூரான்களின் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும் திறன் 1980களின் பிற்பகுதியில் இருந்து உள்ளது. அப்போது பிரெஞ்சு நரம்பு அறுவை சிகிச்சை நிபுணர் அலிம்-லூயி பெனாபிட், பார்கின்சன் நோயின் அறிகுறிகளைத் தணிக்க உதவும் ஆழமான மூளைத் தூண்டல் நுட்பத்தை உருவாக்கினார்.

ஆழமான மூளைத் தூண்டல் மூளைச் செயல்பாட்டிற்கான ஒரு இதயமுடுக்கி போன்றது. இன்று, ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி மனநல கோளாறுகளின் அறிகுறிகளை – எடுத்துக்காட்டாக, மனக்கட்டுப்பாட்டு கோளாறு, பெரும் மனச்சோர்வு மற்றும் அதிகமாக உண்ணும் கோளாறு போன்றவற்றை – தணிக்கும் சாத்தியத்தை ஆய்வு செய்கிறார்கள்.

முடிவுகள் நாடகத்தனமாக இருக்கக்கூடும் என்றாலும், ஆழமான மூளைத் தூண்டல் நியூரான் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும் ஒப்பீட்டளவில் மட்டமான முறையாகும். ஏனெனில் பொருத்தப்பட்ட மின்முனை அருகிலுள்ள அனைத்து செல்களையும் பாதிக்கிறது. ஆனால் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மூளைச் செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்யவும் சரிசெய்யவும் மிகத் துல்லியமான மற்றும் உயர் பிரிதிறன் கொண்ட நுட்பங்களை உருவாக்கி வருகிறார்கள்.

ஆப்டோஜெனெடிக் நுட்பங்களின் மிகச் சிறந்த அம்சங்களில் ஒன்று, அவை நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிக்கவும் உதவக்கூடும் என்பதுதான். பார்வை இழப்பு, அல்சைமர் நோய், பார்கின்சன் நோய், வலிப்பு நோய், மல்டிபிள் ஸ்கlerோசிஸ், நீரிழிவு, புற்றுநோய் மற்றும் பலவற்றின் அறிகுறிகளை ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் தணிக்க முடியுமா அல்லது சிகிச்சையை மேம்படுத்த முடியுமா என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் தற்போது சோதித்து வருகிறார்கள்.

**நரம்பியல் அறிவியல் வைரஸ் ஆகிறது**

நியூரான்கள் இயற்கையாகவே ஆப்டோஜெனெடிக்ஸில் பயன்படுத்தப்படும் ஒளிகளுக்கு பதிலளிக்காது. எனவே, நரம்பியல் அறிவியலாளர்கள், தங்கள் புரதங்களில் சில ஒளிக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் இருக்க, தங்கள் செல் சுவர்களைப் புதுப்பிக்க நியூரான்களுக்குக் கட்டளையிட வேண்டும். பாதிப்பில்லாத ஒரு வைரஸ் மூலம் நேரடியாக நியூரான்களுக்கு வழிமுறைகளை அனுப்புவதன் மூலம் விஞ்ஞானிகள் இதைச் செய்கிறார்கள்.

ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் மட்டும் நியூரான்களுக்கு வழிமுறைகளை வழங்க வைரஸ்களைப் பயன்படுத்தும் ஒரே நரம்பியல் அறிவியல் நுட்பம் அல்ல. வடிவமைப்பாளர் மருந்துகளால் மட்டுமே செயல்படுத்தப்படும் வடிவமைப்பாளர் ஏற்பிகள், சுருக்கமாக DREADDs எனப்படும் ஒரு முறையும் இதைச் செய்கிறது.

ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் போலவே, DREADDs-உம் நரம்பியல் அறிவியலாளர்களுக்கு நியூரான் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்தும் திறனை வழங்குகிறது. ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ் ஒரு குறிப்பிட்ட நியூரான் குழுவைக் கட்டுப்படுத்த ஒளியைப் பயன்படுத்துகிறது; DREADDs இதை வேதியியல் முறையில் செய்கிறது – குறிப்பிட்ட வகை நியூரான்கள் அல்லது ஒரு குறிப்பிட்ட மூளைப் பகுதியில் மட்டுமே வேலை செய்யும் ஒரு பூட்டு மற்றும் சாவி தொகுப்பு போல.

DREADDs அதே பாதிப்பில்லாத வைரஸைப் பயன்படுத்தி, நியூரான்களின் வேதியியல் ஏற்பிகளை மாற்றியமைக்கக் கட்டளையிடுகிறது. அவை குறிப்பிட்ட மருந்துகளுக்கு மட்டுமே பதிலளிக்கும். பார்கின்சன், வலிப்பு நோய் மற்றும் நரம்பு வலி போன்ற நிலைகளுக்கு சிகிச்சையளிக்க இந்த நுட்பத்தைப் பயன்படுத்த முடியுமா என்பதைப் பல மருத்துவ சோதனைகள் ஆய்வு செய்கின்றன.

எதிர்காலத்தில், சிவப்பு அல்லது நீல ஒளி அடங்கிய ஒரு அறுவை சிகிச்சை நடைமுறை பார்வையை மீட்டெடுக்கலாம் அல்லது நரம்பு சிதைவு நோய்களின் முன்னேற்றத்தை அப்படியே நிறுத்தலாம். அல்லது ஒரு மருந்துக் கலவை பதட்டத்தைக் குறைக்கலாம் அல்லது வலிப்பு நோய்க்கு சிகிச்சையளிக்கலாம். இந்த சிகிச்சைகள், மூளை எங்கு செயலிழந்துள்ளது என்பதைத் துல்லியமாகக் கண்டறியவும், அந்தப் பகுதிகளில் உள்ள நியூரான்களின் செயல்பாட்டை மெருகூட்டவும் அல்லது மாற்றவும் பல தசாப்தங்களாக மேற்கொள்ளப்பட்ட பணியின் உச்சக்கட்டமாக இருக்கும்.

என்னைக் கேட்டால், நரம்பியல் அறிவியலின் எதிர்காலம் பிரகாசமாகத் தெரிகிறது.

டீப்சீக்