2026-жыл үчүн бериле турган Нобель сыйлыгы адаттагыдай 5-октябрь күнү  “Физиология жана медицина” багыттарындагы окумуштуулардын эмгектерин баалоо менен башталды. Бул сыйлыкты ыйгаруучу мекеме болуп, швециянын Каролин инстутуту эсептелет. Албетте, меценат жана окумуштуу Альфред Нобель өзү убагында керездеп кеткендей, сыйлыктын атаандаштары дүйнөлүк деңгээлдеги кесиптеш адисттердин катаал жана татаал сыноолорунан өтүшөт. Анан калса, эрежеге ылайык, мындай илимий ачылыштар сөзсүз түрдө практикалык мааниге ээ болуулары зарыл. 

Бул жолку сыйлык ээлери мурдатан эле белгилүү окумуштуулар – америкалык нейробиолог Карл Дейссерот, немец физиологдору Петер Хегеманн жана Георг Нагелдер болушту. Алардын кыскача өмүр баяндары мындай: 

1.    Карл Дейссерот 1971-жылы АКШнын Бостон шаарында төрөлгөн. Ал Гарвард университетинин алгачкы ирет бакалавр, кийин магистр  программасын ийгиликтүү аяктаган соң, 1998-жылы ошол эле университетте философиянын доктору илимий даражасын коргогон.  Жаны тынбаган жаш окумуштуу атактуу Стенфорд университетине жумушка орношуп, 2000-жылы медицинанын доктору даражасына илимий диссертация коргоого жетишкен. Бүгүнкү күндө ал белгилүү Говард Хьюз атындагы Медициналык институттун биоинженерия жана психиатрия илимдери боюнча профессору болуп ийгиликтүү эмгектенип келет. Ошол эле учурда Карл Стенфорддо да профессор кызматын аркалайт. Өзү адамдын мээси эс тутумду, сезимди жана жүрүм-турум моделдерин кандайча калыптандыра ала тургандыгын билип алуу азгыры окумуштууларды эзелтен бери эле азгырып келген. Анан калса, тирүү мээнин кээ бир нерв клеткаларынын активдүүлүгүн башкара билүү дагы кылымдардан бери келе жаткан максаттар эмеспи?! Биздин каарман Карл Дейссерот ошол медоддун сырын ачкан окумуштуулардын  катарынан эң  өзгөчөлөнүп турат. 

2.    Петер Хегеманн 1954-жылы Германиянын Мюнстер шаарында туулган. Ал Макс Планк атындагы Биохимия институтун аяктаган. 1984-жылы ошол эле окуу жайда нейробиология боюнча доктордук диссертациясын ийгиликтүү коргогон. Учурда Берлин шаарындагы Гумбольдт атындагы университеттин профессору болуп ишиеп келет. Петер Хегеман дүйнөлүк масштабдагы абдан белгилүү изилдөөчү. Ал фотобиология боюнча көрүнүктүү адис жана оптогенетиканын эң алгачкы пионерлеринин бири. Жаш окумуштуулар менен абдан активдүү иш алып барып жүрөт. 

3.    Герог Нагель 1953-жылы немец шаары Вайнгартенде төрөлгөн. Германиянын Констанц жана Франкфурт университеттеринен билим алган. Кесиби боюнча биолог жана биофизик. 1988-жылы ал биофизика боюнча Франкфурт университетинин Окумуштуулар Кеңешинде доктордук диссертациясын эн жогорку көрсөткүчтөр менен коргогон. Учурда Вюрцбург университетинин өсүмдүктөрдүн молекулярдык физиологиясы жана биофизика каферасынын алдыңкы профессору болуп эмгектенип келет. Анын Нобель сыйлыгына татыктуу болгон изилдөөлөрү Мартинсрид шаарындагы Макс Планк атындагы Биохимия институтунда аткарылган экен. 

Жогорудагы биз баян эткен окумуштууларга Нобель Комитети өзүнүн сыйлыгын ”Жарыкка өтө сезгичтүү болгон иондук каналдардын жана оптогенетика жаатындагы илимий ачылыштары үчүн” деген аталыштагы номинация менен ыйгарып отурат. Бул жерде “жарыкты өтө сезе билген иондук каналдар менен оптогенетика” деп аталган академиялык терминдердин артында кандай баалуу нерселер жатат? Алардын адамзат үчүн кандай пайдасы бар? Ушул сыяктуу суроолорго жооп издеп көрөлү. 

Көптөгөн жылдар бою адамзат мээнин сезимдерди, жүрүм-турумдарды жана организмдин сан жеткис функцияларын кантип башкарып жүрөөрүн түшүнө албай келген. ХХ кылымдын изилдөөчүлөрү мээнин кайсы бөлүгү организмдин ал же бул функцияна кантип таасир бере аларына кызыгып келди. Бирок, ал методдор ошол байланыштардын себеби менен натыйжаларын так көрсөтө алган жок. Алар түзгөн мээнин сүрөттөлүшү эскизделген карта сыяктуу көптөгөн суроолорго жооп таба албады. Дал ушул учурда оптогенетика аттуу илим пайда болду! 

Бул илимий ачылыштын өзгөчө тарыхы бар. Биринчи байкоодо анын нейробиологияга эч кандай тиешеси жоктой сезилет. Петер Хегеманн бир клеткалуу жашыл суу балырынын жарык менен болгон аракетин узак жылдар бою изилдеген. Көрсө, балыр жарык булагын көздөй жылышууга аракет кылат экен! Ал жашыл балырды биологдор латын тилинде Chlamydomonas деп коюшат. Окумуштуу ошол клетканын жарыктанышка болгон сезгичтигин жана аны электр сигналына кандайча айлантып жиберишин терең изилдеген. 2000-жылдардын башында Петер Хегеманн менен Георг Нагель балырдын клеткаларынан өзгөчө бир белокту табышкан. Аны каналродопсин деп аташкан. Мунун кандайдыр бир өзгөчө касиеттүү молекулярдык ачкычтын ролун аткарууга жөндөмдүү боло алганы кызык, б.а. көк жарыктын аракети астында ошол белоктуу канал ачылат дагы мембрана аркылуу заряддалган бөлүкчөлөр агып өтө баштайт. Натыйжада, клеткада электр импульсу пайда болот! 2002-жылы эки окумуштуу жарык аркылуу башкарылуучу биринчи каналды ойлоп табышкан жана бир жыл ичи анын негизги касиеттерин аныкташып, аны channelrhodopsin (каналродопсин) -2 деп аташкан. Башында бул илимий ачылыш клеткалык биофизикадагы ири фундаменталдык изилдөө катары бааланган. Бирок, көп өтпөй эле табылган механизмди кеңири колдонууга болоруна көздөрү жеткен. Эгерде, ошол жарыкты сезгич белоктуу генди башка генге жалгаштырсак, анда анын жумушун дагы жарыктан көз каранды кылып коюга мүмкүнчүлук ачылат. 

Мындай мүмкүнчүлүктү Карл Дейссерот Стенфорд университетинде өтө ынтызаарлык жана  чеберчилик менен ишке ашыра баштады. 2005-жылы ал кесиптештери менен каналродопсиндин нерв клеткалары менен иштешүү жөндөмдүүлүгү болорун байкаган: белгилүү бир толкун узундугуна ээ болгон жарык импульсу нейрондорду активдештире баштаганын көргөн! Кийинки жылдары окумуштуулар мындай белоктордун тирүү жаныбарлардын мээлерине таасир берип башкаруу методун өздөштүрүүгө жетишишкен. Ушинтип, жаңы оптогенетика илими пайда болду! Демек, оптогенетика – бул, генетикалык методдор менен клеткаларды оптикалык башкаруунун айкалышкан илими. Анын иштөө принциби жөнөкөй: керектүү нейронго жарыкты өтө сезе алган белокту жалгашат. Андан ары ошол клеткалардын активдүүлүгүн жарык импульстары аркылуу эле башкарууга мүмкүн болот. Ал үчүн мээнин керектүү тилкелерине таасир берүүгө мүмкүндүк бере ала турган миниатюралык жарык булактары менен оптикалык буланы (волокно) колдонушат. 

Оптогенетика пайда болгонго чейин нейробиологдор мээнин  электрдик активдүүлүгүн одоно түрдө гана сезе алышчу. Анан калса, клеткалардын көп сандагы группаларын бир эле учурда дүүлүктүрүп салышчу. Коншулаш нейрондор түрдүү функцияларды аткаргандыктан, ошол клеткалардын кайсы группасы белгилүү бир функцияны аткарып жатканын айырмалоо мүмкүн эмес болчу. Оптогенетика кырдаалды түп-тамырынан бери өзгөрттү. Эми болсо, изилдөөчү нейрондордун белгилүү бир типтерин тандап тааасир бере алат. Анын жарыкка болгон сезгичтигин аныктап, электрдик импульсту миллисекундалык тактыкка чейин башкарат! Мындай метод  изилдөөнү абдан зор даражага көтөрүп,  фундаменталдык нейробиолгияны мурда болуп көрбөгөндөй деңгээлге жогорулатты. Анын жардамы менен окумуштуулар уйку механизмин изилдей башташты. Эс тутумдун калыптанышын, жүрүм-турумдун түрдүү формаларын сунуш кылып, аны жакшыртуу жолдорун сунуш кыла башташты. Мындан сырткары оптогенетика неврологиялык жана психикалык ооруларды моделдештирип, айыктырууга шарттарды түздү. 

Нобель Комитетинин тыянагына ылайык, мээни изилдөөнүн жаңы эрасы ачылды. Окумуштуулар мурда мээнин “картасын” гана түзө алышса, эми оптогенетиканын жардамы менен мээнеин сезүү, эмоция жана жүрүм-турумду башкаруу байланыштарын так аныктоого мүмкүнчүлүк болду. Оптогенетика келечектүү медицинаны жогорку денгээлге чыгара баштады. Мисалы, анын жардамы менен көздүн сетчаткасын кайра калыбына келтирүү жолдору сунуш кылына баштады. 2021-жылы пигменттик ретинит менен жабыркаган адам көзүнүнүн көрүү функциясын толугу менен айыктырган операция ийгиликтүү ишке ашырылды.

Каныбек Осмоналиев 

окумуштуу, профессор