НОБЕЛОВА НАГРАДА ЗА ФИЗИОЛОГИЈА И МЕДИЦИНА ВО 2026 ГОДИНА
- Оптогенетиката ја револуционизира невронауката со можност за мапирање на сложените нервни врски врзани за меморијата, сонот, когницијата, адикцијата, стравот и емоциите. Успешно е третирано слепило кај случаи со ретинитис пигментоза – дегенеративно заболување на мрежницата на очното дно
Оваа година првата Нобелова награда е доделена за физиологија и медицина. Добитници се Карл Дизерот од Медицинскиот институт „Хоуард Хјуз“ и Универзитетот „Стенфорд“, Питер Хејгман од Хумболтовиот универзитет во Берлин и Георг Нагел од Универзитетот „Вирзбург“ во Германија. Областа во која работеа се вика оптогенетика (светлост и генетика) и ќе ја објасниме подолу. Во почетокот Нобеловата награда за медицина се доделуваше за откривање инфективни агенси, па антибиотици, потоа на цитологија, имунологија, молекуларна генетика, целуларни комуникации и сега се спушта уште подлабоко на биофизиката и квантното сигнализирање. Инаку, дејството на светлината врз создавањето електрицитет (фотоелектричен ефект), како што сме учеле во гимназија, е откриено од Хајнрих Херц 1887 г., а Ајнштајн го дефинирал фотонот како светлосен квант. Се поставило прашање дали и во биологијата постои таков ефект, па нобеловецот Ото Варбург открил дека дури и еден фотон може да предизвика фотосинтеза, докажано дури во 1923 г. од Грам и Уејли со помош на заплеткани (entangled) фотони, принцип на кој работат сегашните квантни компјутери. Нобеловецот Франсис Крик, кој е коавтор на откривањето на ДНК-структурата, предложил хипотеза дека со фотони може да се стимулира поединечна нервна клетка – она што сега го викаме оптогенетика. Советскиот академик Александар Давидов математички тврдел дека квантна енергија (солитон) може да се зачува и да се пренесе со протеинско свиткување.
Многу автори се инволвирани во откривањето на оптогенетиката и е тешко да се каже кој сѐ би заслужил Нобелова награда. Сепак Нобеловата комисија може да одреди најмногу тројца. Дизерот дури се занимава и со фотонски оптички компјутинг за ВИ (вештачка интелигенција) за екстремно брз ефект на квантните компјутери. Овде нѐ интересира биолошкиот квантен ефект на фотонот врз генетскиот молекул на нервната клетка и дали може да предизвика серија (лавина) ефекти со некои функции (вештачки перцепции). Ако тоа е можно (потврдено е), тогаш може да се влијае врз функцијата на мозокот без употреба на електроди и жици – како на научнофантастичните филмови. Пионерската работа во областа на оптогенетиката ја започнал уште во 1979 година Франсис Крик, истражувајќи ги невронските клетки и ДНК. Од 1980-тите до 1990-тите години се откриени „опсини“ – светлосно-сензитивни протеини, кои им пренесуваат енергија на други, а тие зафаќаат трети. Значи, фотонската енергија може да се пренесе без електроди. „Каналодопсин-2“ е откриен од Георг Нагел и Питер Хегеман, а нивните соработници изолирале „ченелодопсин-2“ во 2003 г. и утврдиле дека функционираат врз „light gated Channelhodopsin-2 (ChR2)“ од зелената алга „Clamydomonas reinhardi“ и таа служи како светлосна порта на јонски канали.
Кога пребарав за историјата на овие откритија, најдов дека во играта се голем број партиципанти, можеби и стотици, а наведените дури ретко се на прво место во написите. Комисијата секако имала тешка работа од тој огромен куп да издвои тројца, секако сениори, а можеби и не само тие што ја лансирале баш „првата идеја“ ако во написите веќе има многу „први“ и „претходни“. Во поновите и доста софистицирани статии има многу имиња на Кинези и Азијати, па сцената постепено се поместува и таму. Почетните пишувања за оптогенетиката се од седумдесеттите години и сетете се дека тоа се времиња на нобеловците Бардин, Купер, Вили Брант, Кисинџер, Садат, Бегин, Мао, Брежњев, Мајка Тереза, Самуелсон, Солженицин, потоа либералкапитализмот на Никсон, Тачер, Реган, па титоизмот, Индира Ганди, нафтените кризи, инфлации, уметниците Баумгартнер, Краснер, Ворхол, Стела, Пикасо беше уште жив, Миреј Матје, составите „Лед Цепелин“, „Квин“, „Дип Парпл“, „Еј-си/ди-си“, „Пинк Флојд“, „Џенезис“, се појавија Елтон Џон и „Полис“, а „Битлси“ беа уште актуелни. Ете каде пораснавме. Тоа е времето на Чкаља, Мија Алексиќ, Милена Дравиќ, Оливера Вучо, Бата Живоиновиќ, Никола Ристевски, Ристо Шишков…. Тоа е и времето кога кај нас се појави вариола вера, а јас подготвував испити по патофизиологија и микробиологија. Се појавија генетскиот инженеринг и моноклоналните антитела, а немаше уште сида, интернет и ПЦ-компјутери. Неолиберализмот го измислија нобеловците Милтон Фридман, Фон Хајек, Бјуканан, Самуелсон, Пол Сајмон… Постструктурализам версус структурализам, егзистенцијализам версус есенцијализам и нихилизам, постмодернизам версус универзална вистина, филозофи беа Сартр, Симон де Бовоар, Фуко, Делез, Левинас, Дерида, Крипке, Лвин, Раулс, Хабермас, Маркузе, а Хајдегер беше уште жив. Филмовите „Црно семе“, „Истрел“, „Страдание“… Универзитетот УКИМ беше еден од најсилните во Југославија, во светот истакнати беа научници како Коце Апостолов, Паскал Сотировски, Светлана Мојсов, Ратко Јанев, Ферид Мурад, Виктор и Смилка Урумови… Значи еден преоден период од повоена егзалтација и егзиларизација, туркање на ладната војна, а Македонија и Југославија имаа големи надежи.
Оптогенетиката е биолошки, поточно биофизички и хемиски метод што комбинира генетски инженеринг, фотоника, невробиологија (денес и други ткива) и сега ВИ. Оптогенетиката оди вака: молекула наречена „опсин“ е молекула што под дејство на светлина врши некое „преклопување“. Се наоѓа на клеточната мембрана, но може и на друго место (на пр. митохондрии). Кај нервните клетки (неврони) тие се „јонски канали“ – како некоја „врата и коридор“ за јони (натриум, калиум, калциум), кои ги пренесуваат преку квантно електромагнетно поле, а тоа е важно за сите електрични и електромагнетни случувања во клетките и ткивата. Со тоа се овозможуваат функции (нервна, срцева, мускулна), дијагностички снимања и терапии. Светлосно (фотонски) стимулирани „канали“ – опсини се каналоопсин (светлоста отвора канал за јон-транспорт – ја зголемува невронската активност), халорходопсин (го вози јонот – ја смалува невронската активност) и археродопсин (светлоста пумпа јон – обично ја смалува активноста).
Фототаксис е кога некои растенија (алги, сончоглед) имаат фотосензори, при што квантната енергија директно се пренесува на флагелумот или движечкиот протеин и движењето е по градиент, или антиградиент правци. Научниците се досетиле дека генот за фотосензитивност може да се трансплантира во друг организам/клетка и да се добијат и други сигнални ефекти и така се дошло до оптогенезата. Неодамна, поточно во 2005 година, Карл Дајсерот и Едвард Бојден од Универзитетот „Стенфорд“ успешно го внесоа генот ChR2 во неврони на цицачи. Кога ги осветлиле клетките со сина светлина, каналите се отвориле, овозможувајќи им на позитивните јони да влезат и да предизвикаат електрицитет, кој се вика „акционен потенцијал“. Ова официјално се смета за раѓање на оптогенезата. Потоа во 2006 г. научниците составиле нови опсини што реагираат на други светлини. Халородопсинот беше составен за да ја кочи невронската активност под дејство на жолта светлина. Така, мозокот можеше „да се вклучи“ и да се „исклучи“. Оптогенетиката ја револуционизира невронауката со можност за мапирање сложени нервни врски врзани за меморијата, сонот, когницијата, адикцијата, стравот и емоциите. Успешно е третирано слепило кај случаи со ретинитис пигментоза – дегенеративно заболување на мрежницата на очното дно. Питер Хегеман и Георг Нагел изучувале едноклеточна зелена алга како плива кон светлина и тоа оди преку „каналородопсин“, кој отвора јонски канал на сина светлина. Карл Дизерот направил ген што внесен го синтетизира овој протеин – канал. Тоа им овозможува на научниците да ги мапираат „електричните кола“ во мозокот при разни реакции (емоции, меморија, исхрана итн). Кратка биофизика на процесот (на пример кај ретинални клетки): Светлината го погодува фотосензитивниот протеин („опсин“). Во самиот „опсин“ има молекула што се вика „ретинал“ и под дејство на енергијата на фотонот таа се менува, односно ја менува формата и тоа менување се вика „изомеризација“. Оваа промена на обликот дејствува како механички окинувач (како клип). Притоа се отвора микроскопски отвор (јонски канал). Таков е каналродопсинот што реагира на сина светлина со 480 nm. Со влегување-излегување на јонот се создава електричен градиент што е импулс што директно се спроведува низ нервот понатаму. Филозофски, физичарот Мицуо Такетани сугерира три стадиуми на научна револуција (базирано на Хегеловата логика и дијалектика) – феноменолошки, супстанцијалистички и есенцијалистички. 1) Феноменолошки стадиум – научникот опсервира (опсервер), феномен што треба да се објасни. 2) Супстанцијалистички – научникот ја истражува структурата на објектот. 3) Есенцијалистички – научникот ги бара фундаменталните, генерални закони што го предизвикуваат феноменот. Тој го дава примерот со тројцата големи научници – Тихо Брахе (опсервира), Кеплер (математички опис) и Њутн (закони на механиката). Во случајот на сегашните нобеловци – феноменолози се Крик и Варбург, супстанцијалисти се Хејгман и Нагел, а есенцијалист е Карл Дизерот. Додавам и четврта точка – 4) Егзистенцијалност на иднината. Што менува квантната биологија? – Таа ја менува логиката во три правци – квантна информација, екстрадимензионалност и од во други светови.
А што станува со нас? Имавме совршен кандидат (кандидатка) за Нобелова награда, но немаме касмет. Се оддалечуваме. И чаре? – Ако малку се потрудиме и имаме волја да ги зголемиме културата и образованието – и ние ќе дојдеме на ред. Да почнеме од Букварот на Ефтимов или Ивановски…. па на крајот до Стокхолм! Од кој буквар учат нобеловците?
Проф. д-р Самуел Садикарио Колономос
