ტვინში რა როგორ ხდება, ადვილი საკვლევი არასდროს ყოფილა. საიდან მოდის მოგონებები, ბრაზი, სიყვარული ან სევდა? ამ კითხვებზე პასუხებს, წესით, ტვინი ინახავს, მაგრამ მათი იქიდან „ამოღება“ ცალკე ამბავია.
„ოპტოგენეტიკა გვაძლევს შესაძლებლობას, შევადგინოთ ტვინის ისეთი რუკა, რომელზეც ადრე მხოლოდ ოცნება შეგვეძლო“, - თქვა პერ სვენინგსონმა, ნობელის კომიტეტის თავმჯდომარემ ფიზიოლოგიისა და მედიცინის დარგში.
რა არის ოპტოგენეტიკა და რას მოუტანს ის მომავალში კაცობრიობას? რადიო თავისუფლება ლუნდის უნივერსიტეტის ქართველ პროფესორს, ნეიროფიზიოლოგ მერაბ კოკაიას ესაუბრა.
რადიო თავისუფლება: ბატონო მერაბ, მარტივად როგორ ახსნიდით, რა არის ოპტოგენეტიკა?
მერაბ კოკაია: ოპტოგენეტიკა არის ტვინის კვლევის მეთოდი, რომელმაც რევოლუცია მოახდინა ნეირომეცნიერებაში და რატომ, იმის დადგენა, თუ რა ფუნქცია აქვს ტვინის ამა თუ იმ უბანს, შეიძლება მისი ელექტროდებით გაღიზიანებით ან ამ უბნის დაზიანებითა და შემდეგ დაკვირვებით, როგორ იცვლება [საცდელი ობიექტის] ქცევა. მაგრამ ეს უხეში მიდგომაა და ნეირონების ყველა იმ ჯგუფზე მოქმედებს, რომელიც იმ დაზიანებულ თუ გაღიზიანებულ უბანშია. ამიტომ ამ მიდგომას აკლია ის სპეციფიურობა, რაც სწორედ ოპტოგენეტიკამ შემოიტანა.
რადიო თავისუფლება: რა იცვლება გენურ დონეზე?
მერაბ კოკაია: ერთუჯრედიანი წყალმცენარეების უჯრედის მემბრანაში აღმოაჩინეს ცილები, არხები, რომლებიც სინათლის დასხივებისას იხსნება და მასში მოძრაობას იწყებს იონები. ამას მცენარეები ენერგიის წყაროდ იყენებენ. დაადგინეს, რომელი გენი არის პასუხისმგებელი ამ ცილების სინთეზზე. ამის შემდეგ კარლ დაისეროთმა ეს გენები ნეირო უჯრედებში გადაიტანა. გადაიტანა მოდიფიცირებული ვირუსით. ასეთი ვირუსი საშიში აღარ არის, რადგან თავისი გენეტიკური ინფორმაცია გამოცლილი აქვს და მასში ამ ცილების გენებია ჩადებული. თუმცა შენარჩუნებული აქვს უნარი, „დააინფიციროს“ უჯრედი და იქ საჭირო გენეტიკური მასალა შეიტანოს. ამის შემდეგ ცილები გადადის მემბრანაში და ის ხდება მგრძნობიარე სინათლისადმი. ეს ყველაფერი ხდება ტვინის გარკვეული უბნების ნეირონებში. შემდეგ უკვე სინათლის მეშვეობით ეს ნეირონები ან აღიგზნება ან პირიქით დაითრგუნება.
ინფორმაცია ნობელის პრემიის ოფიციალური გვერდიდან:
ყველაფერი გერმანელი ბიოქიმიკოსის, პიტერ ჰეგემანის ცნობისმოყვარეობით დაიწყო. მას აინტერესებდა, როგორ ახერხებდა ერთუჯრედიანი წყალმცენარე ქლამიდომონადა, (Chlamydomonas) გაეცურა სინათლის წყაროსკენ.
2000-იანი წლების დასაწყისში მან და ასევე გერმანელმა ბიოფიზიკოსმა, პროფესორმა გეორგ ნაგელმა აღმოაჩინეს არხროდოფსინი (channelrhodopsin) - წყალმცენარის უჯრედის ზედაპირზე არსებული ცილა, უნიკალური თვისებებით. ლურჯი შუქით განათებისას ამ ცილაში იონური არხი იხსნება. ამის შემდეგ დამუხტული იონები უჯრედში შედიან და ელექტრულ იმპულსს წარმოქმნიან.
მკვლევრებმა აღმოაჩინეს, რომ როდესაც იმავე ცილის გამოსამუშავებელი გენი სხვა უჯრედში შეჰყავდათ, ისინიც სინათლისადმი მგრძნობიარე ხდებოდნენ.
ამის შემდეგ ამერიკელმა ნეორომეცნიერმა და ფსიქიატრმა კარლ დაისეროთმა ვირთხების ნერვულ უჯრედებში არხროდოფსინის გენი შეიყვანა და უჯრედების ლურჯი შუქით განათებით ნერვული სიგნალი გამოიწვია. ეს მნიშვნელოვანი აღმოჩენა მან 2005 წელს გამოაქვეყნა. ორი წლის შემდეგ კი სინათლით მართვადი ჩამრთველი ცოცხალი თაგვების ტვინებშიც აამოქმედა.
რადიო თავისუფლება: როგორ მოხდება დასხივება სამედიცინო დაწესებულების გარეთ?
მერაბ კოკაია: ლაზერით. თითოეული ოფსინი (სინათლისადმი მგრძნობიარე ცილების ჯგუფი - რ.თ.) სინათლის გარკვეული სპექტრის მიმართ არის მგრძნობიარე და ეს სპექტრი ზუსტი უნდა იყოს.
არსებობს სინათლის მინიატურული წყაროები, რომელთა კანქვეშ იმპლანტირება შეიძლება. მაგალითად, თავის ქალაში გაკეთდება ნახვრეტი და ჩაინერგება ოპტიკური ბოჭკო იმ უბანში, რომელიც ჩვენ გვაინტერესებს, ანუ იგივე უბანში, სადაც მანამდე სინათლისადმი მგრძნობიარე ცილის - ოფსინის - გამომუშავებისთვის საჭირო გენი შეიყვანეს, მოდიფიცირებული ვირუსით.
ამ ბოჭკოსთან ერთად ელექტროდიც არის. ის იწერს ელექტრულ აქტივობას. თუ ამ ელექტრული აქტივობით გამოიკვეთება, რომ ადამიანს შესაძლოა ეპილეფსიური კრუნჩხვა დაემართოს, აგზავნის სიგნალს სტიმულატორში, ის კი სინათლეს ჩართავს. ეს მილიწამებში ხდება.
მაგრამ ეს ყველაფერი ჯერ არ არსებობს, მხოლოდ ცხოველებზეა გამოცდილი და ადამიანებზე გადატანას წლები დასჭირდება.
Quiz - ნობელიანტები: ტესტი ინტელექტუალებისთვის
დაიწყე ვიქტორინა
რადიო თავისუფლება: რომელი დაავადებების სამკურნალოდ გამოიყენებენ ამ მეთოდს მომავალში?
მერაბ კოკაია: ერთ-ერთი მიმართულებაა ეპილეფსია, ასევე ფსიქიკური დაავადებები, მაგალითად, დეპრესია. თუმცა ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ ოპტოგენეტიკის საშუალებით ჩვენ შეგვიძლია უფრო დეტალურად შევისწავლოთ პათოლოგიის მექანიზმები და უფრო სპეციფიურად განვავითაროთ იგივე ფარმაკოლოგია იქნება თუ სხვა სახის მკურნალობა.
რადიო თავისუფლება: ისიც კი ითქვა, რომ ოპტოგენეტიკით მომავალში ადამიანის მართვაც გახდება შესაძლებელი. ეს მეთოდი მეხსიერებაზე, ემოციებზე ზემოქმედების საშუალება გახდება.
მერაბ კოკაია: თეორიულად ამის საშუალება არსებობს. ყველა აღმოჩენა შეიძლება ცუდი მიმართულებით გამოიყენო, იგივე ატომური ბომბი ამის მაგალითია. რომ არ ყოფილიყო რეგულაციები და კანონები, რომელიც ადამიანის კლონირებას კრძალავს, ახლა ჩვენ გარშემო კლონები ივლიდნენ. ამიტომაც ეს პროცესები უნდა იმართოს და იმართება იმისდა მიხედვით, თუ ჩვენ რა მიგვაჩნია ეთიკურად და რა არა.
კარლ დაისეროთი - დაიბადა 1971 წელს. დოქტორის ხარისხი მიიღო 1998 წელს, ხოლო მედიცინის დოქტორის (MD) ხარისხი - 2000 წელს, აშშ-ის სტენფორდის უნივერსიტეტში. არის D. H. Chen-ის სახელობის პროფესორი, ბიოინჟინერიის, ასევე ფსიქიატრიისა და ქცევითი მეცნიერებების პროფესორი ჰოვარდ ჰიუზის სამედიცინო ინსტიტუტსა და სტენფორდის უნივერსიტეტში.
პიტერ ჰეგემანი - დაიბადა 1954 წელს. დოქტორის ხარისხი მიიღო 1984 წელს გერმანიაში, მარტინსრიდის მაქს პლანკის ბიოქიმიის ინსტიტუტში. არის პროფესორი ბერლინის ჰუმბოლდტის უნივერსიტეტში.
გეორგ ნაგელი - დაიბადა 1953 წელს. დოქტორის ხარისხი მიიღო 1988 წელს გერმანიაში, ფრანკფურტის უნივერსიტეტში. არის მცენარეთა მოლეკულური ფიზიოლოგიის პროფესორი ვიურცბურგის უნივერსიტეტის ბოტანიკის I განყოფილებაში - მცენარეთა მოლეკულური ფიზიოლოგიისა და ბიოფიზიკის მიმართულებით.
ფორუმი