Bộ ba Mỹ – Đức đoạt giải Nobel Y học nhờ công trình “thắp sáng” bộ não

Stockholm (AFP) – Giải Nobel Y học năm nay đã được trao vào hôm thứ Hai cho bác sĩ tâm thần và nhà thần kinh học người Mỹ Karl Deisseroth cùng hai nhà khoa học Đức Peter Hegemann và Georg Nagel nhờ công trình tiên phong trong lĩnh vực quang di truyền học (optogenetics).

Quang di truyền học cho phép kiểm soát tín hiệu thần kinh bằng ánh sáng, giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ cách các loại tế bào cụ thể góp phần vào các hành vi như học tập, sợ hãi, nghiện ngập và vận động.

Ủy ban Nobel tuyên bố bộ ba được vinh danh “vì phát hiện ra công tắc phân tử cho tế bào thần kinh”.

“Đây là vinh dự vô cùng lớn lao và bất ngờ, nhưng tôi rất vinh dự”, Deisseroth chia sẻ với Quỹ Nobel trong một cuộc phỏng vấn. Ông cho biết mình vừa làm việc khuya ở bờ Tây nước Mỹ và vừa nằm xuống ngủ thì nhận được cuộc gọi từ Stockholm.

“Bây giờ tôi nghĩ mình sẽ không ngủ được một lúc nữa.”

Nhờ ánh sáng, các nhà nghiên cứu hiện có thể bật hoặc tắt từng mạch thần kinh riêng lẻ trong não. Họ đã hé lộ các mạch thần kinh điều khiển những ký ức, cảm xúc và hành vi cụ thể liên quan đến các rối loạn thần kinh và tâm thần.

Trong y học lâm sàng, phương pháp này mới được áp dụng rất hạn chế trên người, chủ yếu để điều trị một dạng mù cụ thể, và có thể một ngày nào đó dẫn đến các liệu pháp cho bệnh Parkinson và động kinh.

“Quang di truyền học mở ra cơ hội lập bản đồ bộ não theo cách mà trước đây chúng ta chỉ có thể mơ ước”, Per Svenningsson, chủ tịch ủy ban Nobel, cho biết trong một tuyên bố.

Ban giám khảo nhận định lĩnh vực này đã “thay đổi căn bản hiểu biết của chúng ta về bộ não”.

Tổng thư ký của hội đồng, Thomas Perlmann, cho biết ông đã gọi điện thông báo tin vui đến cả ba nhà khoa học.

“Tôi gọi Deisseroth trước, ông ấy rất mệt khi trả lời. Ông ấy chắc chắn đang ngủ, nhưng đã thức dậy”, ông nói.

“Cả ba đều nói cùng một điều, rằng họ thấy thật tuyệt vời khi nhận giải cùng hai người kia.”

“Đã thấy trước từ lâu”

“Đây là một trong những giải Nobel mà tất cả chúng tôi đều thấy trước từ khá lâu”, Simon Schultz, giáo sư công nghệ thần kinh tại Đại học Imperial College London, nhận xét.

“Khả năng điều khiển tế bào bằng sự kết hợp giữa ánh sáng và di truyền đã mang tính đột phá trên nhiều lĩnh vực khoa học sinh học.”

Một trong những hướng phát triển quan trọng trong tương lai là ứng dụng trên người, theo Konstantin Nikolic, giáo sư thỉnh giảng về kỹ thuật điện và điện tử tại Imperial College London.

Dù ban đầu có lo ngại về đạo đức và an toàn khi đưa gen mã hóa protein không phải của người (thường là từ vi sinh vật) vào tế bào người, “lĩnh vực này đã tiến bộ đáng kể, và các phương pháp quang di truyền đã bước vào giai đoạn thử nghiệm lâm sàng sơ bộ”, ông nói.

Deisseroth, 54 tuổi, là giáo sư tại Đại học Stanford (Mỹ). Hegemann, 71 tuổi, là giáo sư thần kinh học tại Đại học Humboldt Berlin. Nagel, 73 tuổi, là giáo sư lý sinh tại Đại học Würzburg.

Trong một bình luận đăng trên X, Thủ tướng Đức Friedrich Merz viết: “Giải thưởng này cho thấy nghiên cứu của Đức đang ở tầm cao. Hợp tác quốc tế trong khoa học vẫn rất quan trọng.”

Sự thắp sáng

Đầu những năm 2000, Hegemann và Nagel nghiên cứu tại sao một loại tảo đơn bào có thể bơi về phía nguồn sáng. Họ phát hiện ra một protein đặc biệt của tảo gọi là channelrhodopsin nằm trên bề mặt tế bào.

Khi được chiếu ánh sáng xanh, một kênh trong protein mở ra. Các ion mang điện chạy vào tế bào, tạo ra xung điện. Họ phát hiện bất kỳ tế bào nào được đưa protein này vào đều trở nên nhạy cảm với ánh sáng.

Sau đó, Deisseroth đưa gen mã hóa channelrhodopsin vào tế bào thần kinh của chuột. Bằng cách chiếu ánh sáng xanh, ông có thể kích hoạt tín hiệu thần kinh.

Ông công bố đột phá này năm 2005, và hai năm sau đã khiến công tắc điều khiển bằng ánh sáng hoạt động trong não của chuột sống.

Deisseroth cũng là bác sĩ tâm thần điều trị bệnh nhân mắc các rối loạn tâm thần và phát triển thần kinh nặng như rối loạn cảm xúc và tự kỷ.

Trong cuộc phỏng vấn với Quỹ Nobel, ông cho biết công việc này “là nguồn cung cấp liên tục những góc nhìn mới, và là sự kết nối với những điều thực sự quan trọng đối với con người, đặc biệt là những người cần giúp đỡ nhất”.

Các nhà khoa học đoạt giải sẽ nhận bằng chứng nhận, huy chương vàng và phần thưởng 1,2 triệu đô la để chia sẻ vào ngày 10/12, đúng ngày giỗ của nhà khoa học Alfred Nobel – người sáng lập giải thưởng.