5 октября 2026 года Нобелевская ассамблея Каролинского института присудила премию по физиологии и медицине Карлу Диссероту (Стэнфорд, США), Петеру Хегеману (Берлин) и Георгу Нагелю (Вюрцбург). Награда за оптогенетику: метод, который позволяет включать и выключать отдельные нервные клетки в живом мозге обычным светом.
Для читателя это значит одно: многое из того, что сегодня пишут о мозге, от механизмов тревоги до того, как формируется память, проверено именно этим инструментом. До него учёные видели, какие зоны мозга активны во время чувства или действия, но не могли доказать, что именно эти клетки его вызывают.
Как работает выключатель
Всё началось с водоросли. Хегеман в начале 1990-х пытался понять, почему одноклеточная хламидомонада так быстро плывёт к свету. Электрический ответ у неё возникал через полмиллисекунды после вспышки. Он предположил, что свет ловит и сразу открывает канал в мембране один-единственный белок. Коллеги отнеслись к идее скептически: ионных каналов, которые реагируют на свет сами, тогда не знали.
Нагель проверил гипотезу на икринках лягушки: внедрил в них гены водоросли и получил белки-каналы, которые открываются от синего света. Второй из них, каналродопсин-2, открывался за 0,2 миллисекунды. Для сравнения: в человеческом глазу путь от света до электрического сигнала занимает не меньше 10 миллисекунд, по нашему подсчёту в 50 раз дольше. Работу о каналродопсине-2 Нагель и Хегеман опубликовали в 2003 году.
Диссерот внедрил ген этого белка в нейроны крысы. Синий свет вызывал у них нервный импульс, результат вышел в 2005 году. В 2007-м его группа заставила двигаться усы живой мыши, подводя свет к моторной коре через тонкое оптоволокно. Позже тем же способом в лаборатории будили спящих мышей и включали у них конкретное воспоминание о страхе.
Что это даёт пациентам
Пока немного, и важно не преувеличивать. В 2021 году в журнале Nature Medicine вышло описание одного случая: слепому пациенту с пигментным ретинитом ввели в глаз ген светочувствительного белка, похожего на каналродопсин. В специальных очках, которые переводят изображение в световые импульсы, человек начал находить, считать и брать предметы на столе. Без очков и до укола он их не видел. Это первое описание частичного восстановления функции после оптогенетической терапии, а не готовое лечение: испытания продолжаются.
По данным Нобелевского комитета, метод уже помог понять особенности депрессии, тревожных расстройств, шизофрении, болезней Альцгеймера и Паркинсона. Ещё одно направление — кохлеарные импланты: свет может возбуждать слуховой нерв точнее электричества.
Кого нет в списке
Первым автором статьи 2005 года был Эдвард Бойден, а в работах 2003 и 2005 годов участвовал биофизик Эрнст Бамберг. Премии они не получили. Устав Нобелевского фонда разрешает делить одну премию не больше чем на троих, а материалы номинаций засекречены на 50 лет, так что почему выбор пал именно на эту тройку, официально узнать нельзя.
Премия составляет 12 млн шведских крон, лауреаты разделят её поровну, по 4 млн каждому. Как мозг обманывает нас без всякого света, мы разбирали в статье о том, почему мозг создаёт иллюзии, а другие материалы о мозге и эмоциях собраны в отдельной подборке.
Источники: пресс-релиз Нобелевской ассамблеи, научно-популярный разбор комитета, Sahel et al., Nature Medicine, 2021.
