ژنتیک نوری، سلول‌های مغز را کنترل می کند!

محققان با استفاده از ژنتیک نوری(Optogenetics) و به کمک قراردادن کلید روشن/خاموش در سلول‌های مغز، توانسته‌اند این سلول‌ها را به صورت انتخابی فعال یا غیر فعال کنند تا از این طریق رفتار موجودات زنده را کنترل کنند. پژوهشگران در حال حاضر نیز با استفاده از این روش بر روی بازگرداندن بینایی به افراد نابینا کار می‌کنند.

پروفسور گرو مایزنباک از دانشگاه آکسفورد نخستین کسی بود که توانست یک کلید روشن/خاموش را در سلول‌های مغز قرار دهد که با نور کنترل می‌شود. این کار به دانشمندان اجازه می‌دهد تا سلول‌های عصبی را به صورت انتخابی فعال یا غیر فعال کنند و مشاهده کنند که برای مثال رفتار کرم‌های میوه یا موش‌ها چگونه تغییر می‌کند. محققان از این طریق می‌توانند با استفاده از یک فرآیند گام به گام کشف کنند که مدارهای مغزی مطالعه‌ شده، کدام رفتار را کنترل می‌کنند و در زمان بیماری چه مشکلی پیش می‌آید.

پروفسور مایزنباک برای استفاده از این روش که موفقیت بزرگ دهه نامیده شده، جایزه ۱۰۰ هزار یورویی هنریش وایلند را دریافت خواهد کرد. ژنتیک نوری، که از نورشناسی و مطالعه ژنتیک تشکیل شده است، نشان داده است که کدام سلول عصبی ما را بیدار می‌کند و نیز در آشکار ساختن چگونگی برنامه‌ریزی دوباره سیستم پاداش مغز( گروهی از ساختارهای عصبی مرتبط با تغییر رفتار انسان‌ها یا حیوانات) به ما کمک می‌کند.

پژوهشگران از این علم استفاده کرده‌اند تا با نشان‌دادن این نکته که در بسیاری از موارد حافظه خودش سالم است، اما سیستم بازیابی مختل شده، خاطرات فراموش‌شده را بازیابی کنند. این علم همچنین توانسته است در موش‌های که به بیماری پارکینسون مبتلا هستند، مشکل راه‌ رفتن غیرمتعادل را برطرف کند. امسال نیز پژوهشگران با استفاده از ژنتیک نوری برای اولین بار تلاش خواهند کرد تا بینایی را به افراد نابینا بازگردانند.

برای کنار آمدن با چالش‌های زندگی، انواع مختلف سلول‌های عصبی در مغز انسان‌ها و حیوانات به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک مدار تشکیل دهند. مدارهای تشکیل‌ شده سیگنال‌ها را مقایسه می‌کنند، زمان را اندازه می‌گیرند، خاطرات را نگه می‌دارند و زمانی که تعداد زیادی از این مدارها با هم کار می‌کنند، می‌توانند کارهای پیچیده‌ای نظیر انتخاب میان خرید پلیور قرمز یا ذخیره پول آن برای تفریح در تعطیلات را به خوبی انجام دهند. به لطف روش مایزنباک، ما می‌توانیم این مدارها را بسیار دقیق‌تر از قبل مطالعه کنیم. این رویکرد چیزی شبیه عصای جادویی فراهم می‌کند که با استفاده از آن می‌توان انواع مختلف سلول‌های عصبی در مدارهای سالم را به سرعت فکر کردن کنترل کرد.