உடலியல் அல்லது மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசு 2026
2026-ஆம் ஆண்டின் உடலியல், மருத்துவத்திற்கான நோபல் பரிசு கார்ல் டைசெரோத் (Karl Deisseroth), பீட்டர் ஹெகெமன் (Peter Hegemann), கியோர்க் நாகெல் (Georg Nagel) ஆகிய மூன்று விஞ்ஞானிகளுக்கு வழங்கப்பட்டுள்ளது. ஒளியைப் பயன்படுத்தி நரம்பு செல்களைத் துல்லியமாக இயக்க முடியும் என்ற அவர்களின் எளிமையான ஒளியியல் மரபியல்(Optogenetics) அணுகுமுறைக்காக இப்பரிசு வழங்கப்பட்டுள்ளது.
“ஒளிக்கும் மூளைக்கும் என்ன தொடர்பு?” என்று நமக்குக் கேட்கத் தோன்றும். ஆனால் இந்தக் கேள்விக்குள் செல்வதற்கு முன், குளத்தில் மிதக்கும் மிகச் சிறிய பச்சைப் பாசி, வெளிச்சத்தை நோக்கி ஏன் நீந்துகிறது என்று கேட்போமா. இந்த எளிய நிகழ்வு, மனித மூளையின் ரகசியங்களைத் திறக்கும் சாவியாக மாறும் என்று யாராவது நினைத்திருப்பார்களா? இந்த ஆண்டு நோபல் பரிசு பெற்றவர்களின் கதை இதுதான். ஆர்வம் ஒன்றே அறிவியலின் மிகப்பெரிய உந்துசக்தி என்பதை இது நிரூபிக்கிறது.
மூளை உயிரியலின் மிகச் சிக்கலான உறுப்பு. அதில் உள்ள கோடிக்கணக்கான நியூரான்கள் பல வகைப்பட்டவை. சில தூண்டுகின்றன, சில தடுக்கின்றன, சில கட்டுப்படுத்துகின்றன. அருகருகே இருக்கும் நியூரான்கள்கூட எதிர்திரெ வேலைகளைச் செய்யலாம். இவை அனைத்தும் மில்லிசெகண்ட் (ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு வினாடி) வேகத்தில் செயல்படுகின்றன. பல தசாப்தங்களாக விஞ்ஞானிகளால் மூளையின் செயல்பாட்டைப் பார்க்க மட்டுமே முடிந்தது. மின்னியல் பதிவுகள், மருந்துகள், படமெடுப்பு போன்ற முறைகள் “இந்த நியூரான் இயங்கும்போது இந்த நடத்தை நிகழ்கிறது” என்ற தொடர்பை மட்டுமே காட்டின. ஆனால் அந்த நியூரான்தான் அந்த நடத்தைக்குக் காரணமா என்பதை நிரூபிக்க, குறிப்பிட்ட வகை நியூரானை மட்டும், சரியான நேரத்தில் இயக்கவோ நிறுத்தவோ வேண்டிய கருவி இல்லை.
எடுத்துக்காட்டாக, நாம் வசிக்கும் நகரத்தை எப்படி பார்ப்போம் என்பதோடு ஒப்பிடலாம். இரவில் எந்தப் பகுதியில் விளக்குகள் எரிகின்றன என்பதை செயற்கைக்கோளின் மூலம் அறிய முடியும். ஆனால் அந்த விளக்கை நாம் ஏற்றுகிறபோது அந்தப் பகுதியில் என்ன நிகழ்கிறது என்பதை அறிந்தால் மட்டுமே காரணத்தைப் புரிந்துகொள்ள முடியும். மூளையைப் பற்றிய பழைய அறிவியல் ஆய்வுகள் பெரும்பாலும் இப்படித்தான் வரைபடம் ஒன்றைக் கொடுத்தது. ஆனால் அதில் புதைந்திருந்த காரணம், விளைவைத் துல்லியமாகப் பிரிப்பது கடினமாக இருந்தது.
டி.என்.ஏ-வின் இரட்டைச் சுருள் அமைப்பைக் கண்டுபிடித்த பிரான்சிஸ் கிரிக், 1979-ல் தொலைநோக்குக் கருத்தை முன்வைத்தார். ஒரே வகை நியூரான்களை மட்டும் இயக்கி, மற்றவற்றைத் தொடாமல் விட வேண்டும். அதற்கு “ஒளியே சிறந்த சமிக்ஞை” என்றார். ஆனால் அதை அவரே “சற்று நம்ப முடியாத கற்பனை” என்றும் ஒப்புக்கொண்டார். இன்று அந்தக் கனவு நனவாகியுள்ளது.
ஆரம்பகால பல முயற்சிகள் தோல்வியடைந்தன. 1971-ல் லேசர் ஒளியால் நியூரான்களைத் தூண்டிய முயற்சி, 1983-ல் சாயங்களைப் பயன்படுத்திய முயற்சி ஆகியவை செல்களை சேதப்படுத்தின. பின்னர் வந்த மரபணு, வேதியியல் அடிப்படையிலான முறைகள் கோட்பாட்டளவில் வெற்றி பெற்றாலும், அவை மெதுவானவையாக இருந்தன. மேலும் இவை பல கூறுகளையும் வெளிப்புற வேதிப்பொருட்களையும் சார்ந்தவையாக இருந்தன.
2026 நோபல் பரிசு பெற்ற இம்மூவரின் குழுக்களின் ஆய்வுகள் இந்த நிலையை அடிப்படையில் மாற்றுவதற்கு உதவின.
பீட்டர் ஹெகெமன் கிளமிடோமோனாஸ் (Chlamydomonas) என்ற ஒற்றைச் செல் பச்சைப் பாசி(green algae)-யின் ஒளி நோக்கிய இயக்கத்தை ஆராய்ந்தார். ஒளி பட்டதும் அந்தப் பாசியில் மின்னோட்டம் மைக்ரோசெகண்டுகளில் தோன்றுவதைக் கண்டார். இவ்வளவு வேகம், சிக்கலான வேதிச் சமிக்ஞை வழிகளால் சாத்தியமில்லை. ஆகவே ஒளி உணரியும் அயனி வழியும் ஒரே புரதமாக இருக்க வேண்டும் என்று அவர் ஊகித்தார். அந்த ஊகம் சரியாக இருந்ததாய் அறிந்ததும்,அந்தப் புரதத்தின் மரபணுக்களை (Chop1, Chop2) அடையாளம் கண்டார். பின்னர் அயனி வழிகளை ஆய்வதில் நிபுணரான கியோர்க் நாகெல் உடன் இணைந்தார். இவர்கள் இரு தவளை முட்டை செல்களிலும் (Xenopus oocytes), மனிதச் சிறுநீரக செல்களிலும் இந்த மரபணுக்களை வெளிப்படுத்தினர்.
2002-ல் சேனல்ரோடாப்சின்-1 (ChR1) ஒளியால் திறக்கும் அயனி வழி என்பது முதன்முறையாக நிரூபிக்கப்பட்டது. பின்னர் 2003-ல் சேனல்ரோடாப்சின்-2 (ChR2) நீல ஒளியால் இயங்கும், நேர்மின் அயனிகளை உள்ளே அனுமதிக்கும் வழி எனக் கண்டறியப்பட்டது. இதுவே நியூரான்களைத் தூண்ட மிகப் பொருத்தமானதாக அமைந்தது. ஒரு பாசியின் “கண்புள்ளி”யில் இருந்த புரதம், நரம்பியலின் மிகப்பெரிய கருவியாக மாறியது.
அதாவது சிறிய உயிரினம் ஒன்று ஒளியை எவ்வாறு உணர்ந்து, பின்னர் அதைப் பயன்படுத்தி தனது இயக்கத்தை மாற்றுகிறது என்று. இதன் பின்னால் எவ்வாறான மூலக்கூறு இயந்திரம் இயங்குகிறது போன்ற கேள்வியும் எழுந்தது. அறிவியலில் பெரிய கண்டுபிடிப்புகள் பல நேரங்களில் இப்படிப்பட்ட எளிய கேள்விகளிலிருந்துதான் தொடங்குகின்றன.
எப்படி சாதாரண கதவைத் திறக்க நாம் கைப்பிடியைத் திருப்புகிறோமோ, அதைப்போல் ஒளியையும் சேனல்ரோடாப்சினைனின் கதவைத் திறப்பதற்கான சாவி என்று கருதலாம்.
குறிப்பாக நீல ஒளி இந்த புரதத்தைத் தூண்டும்போது, அதன் வழியாக மின்னூட்டம் கொண்ட அயான்கள் செல்ல முடியும். இதனால் அந்த உயிரணுவில் மின் மாற்றம் ஏற்படுகிறது.
இவ்வாறாக, சிறிய பாசி, ஒளி, புரதம் ஆகிய மூன்றும் இணைந்து பின்னர் மனித மூளையை ஆராயும் புதிய கருவியாக மாறின.
மனநல மருத்துவராகப் பயிற்சி பெற்ற கார்ல் டைசெரோத், ஸ்டான்ஃபோர்டில் தனது புதிய ஆய்வகத்தைத் தொடங்கியிருந்தார். நாகெல் வழங்கிய ChR2 மரபணுவை அவர் நியூரான்களில் செலுத்தினார். 2005-ல் நீல ஒளிப் பாய்ச்சல்கள் நியூரான்களில் மில்லிசெகண்ட் துல்லியத்துடன் செயல்-மின்னழுத்தங்களை உருவாக்குவது நிரூபிக்கப்பட்டது. கூடுதல் போனஸாக, மூளையில் இயற்கையாகவே உள்ள சிறிதளவு ரெட்டினல்(retinal) போதுமானதாக இருந்தது.
2006-ல் இந்தத் தொழில்நுட்பத்துக்கு ஒளியியல்மரபியல் (ஆப்டோஜெனெடிக்ஸ்) என்று பெயர் சூட்டப்பட்டது. பின்னர் டைசெரோத் குழு ஒளியிழைகள் (optical fibers) மூலம் ஆழ்மூளைப் பகுதிகளுக்கும் ஒளியைச் செலுத்தி, சுதந்திரமாக நடமாடும் விலங்குகளிலும் நடத்தையைக் கட்டுப்படுத்தும் வழியை உருவாக்கியது. கருவிப்பெட்டி விரிவடைந்தது செயல்பாட்டைத் தூண்டுவது மட்டும் போதாது; தடுக்கவும் வேண்டும். ஹேலோரோடாப்சின் (NpHR) போன்ற குளோரைடு பம்புகள், பின்னர் GtACR எனும் இயற்கை ஒளி-சார் அயனி வழிகள் ஆகியவை நியூரான்களை அமைதிப்படுத்தும் வழியைத் தந்தன. வெவ்வேறு நிற ஒளிகளைப் பயன்படுத்தி ஒரே சுற்றமைப்பில் தூண்டலும் தடுப்பும் செய்ய முடிந்தது.
பின்னர் 2007 ஆம் ஆண்டில் இக்குழுவினர் உயிருடன் இருக்கும் எலியின் மூளையிலும் இந்த ஒளியால் கட்டுப்படுத்தப்படும் நரம்பு செயல்பாட்டைச் செயல்படுத்த முடியும் என்பதை தரவுகள் மூலம் நிரூபித்தனர். இது நரம்பு செல்லுக்குள் ஒளியால் இயக்கக்கூடிய “சுவிட்ச்” இருப்பதைப் போன்ற புரட்சிகரமான கருத்தாக வெடிக்கத் தொடங்கியது. அதாவது குறிப்பிட்ட நரம்பு செல்களின் குழுவைத் தேர்ந்தெடுத்து, அவற்றில் சேனல்ரோடாப்சின் போன்ற ஒளியுணர்திறன் புரதத்தை உருவாக்கி,பின்னர் குறிப்பிட்ட நேரத்தில் ஒளியைப் பாய்ச்சி அந்த நரம்பு செல்களை இயக்க முடியும் என்பது தெளிவாயிற்று. இதனால் ஒளியில் மரபியல் சாதாரண பிம்பமாக்கும் உத்தியாக இல்லாமல், மூளையின் குறிப்பிட்ட நரம்பு வட்டங்களை கட்டுப்படுத்தி அவற்றின் செயல்பாட்டையும் நடத்தையையும் தொடர்புபடுத்தும் கருவியாக மாறியது.
நினைவுகளைத் தேடும் ஒளி
இதன் தாக்கம் எவ்வளவு ஆழமானது இருக்கும் என்பதைக் கணிக்க முடியும். நமது நினைவுகள் எங்கே இருக்கின்றன, பயம் எவ்வாறு உருவாகிறது, மகிழ்ச்சி, உந்துதல், பழக்கம் போன்றவை எவ்வாறு நரம்பு வலையமைப்புகளில் உருவாகின்றன என்ற கேள்விகளுக்குப் பதில் அளிக்க முடியும்.
மனச்சோர்வு போன்ற மனநலக் கோளாறுகளிலும், உடல் தளர்ச்சி நோய்(Parkinson) போன்ற நரம்பியல் நோய்களிலும் எந்த நரம்பு வட்டங்கள் என்ற கேள்விகளுக்கான ஆய்வுகளில் ஒளியியல் மரபியல் சக்திவாய்ந்த கருவியாக மாறியுள்ளது. குறிப்பிட்ட நரம்பு வட்டங்களை இயக்கியும், சில சூழல்களில் அவற்றின் செயல்பாட்டைத் தடுக்கவும் முடிவதால், நினைவுகள், உணர்வுகள் மற்றும் நடத்தைகளுடன் தொடர்புடைய நரம்பு வலைப்பின்னலைப் பற்றி முன்பு சாத்தியமில்லாத அளவுக்கு துல்லியமாக ஆராய முடிகிறது.
இந்த 2026-க்கான நோபல் பரிசு, மூளை எவ்வாறு வேலை செய்கிறது என்று மிகப் பழைய கேள்வியை, புதிய முறையில் கேட்கச் செய்த கண்டுபிடிப்புக்கான பரிசாகக் கருத வேண்டும்.
அடிப்படை அறிவியல் சிந்தனை, தொழில்நுட்பத்துடன் இணைந்து, நவீன மருந்துகளை உருவாக்குகிறது என்பதற்கு இவர்கள் ஆய்வுகள் மற்றுமொரு எடுத்துக்காட்டு. ஹெகமான் ஆரம்பத்தில் மனித நோயை குணப்படுத்தும் மருந்தைத் தேடிச் செல்லவில்லை.
அவர் ஒரு செல் பாசி ஏன் ஒளியை நோக்கிச் செல்கிறது என்ற தேடலில் ஈடுபட்டார்.
அந்த அடிப்படை உயிரியல் கேள்வியிலிருந்து சேனல்ரோடாப்சின் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது.
நாகலுடன் இணைந்த ஆய்வுகள் அந்தப் புரதத்தின் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்தின. பின்னர்
டைசெரோத் அந்த இயற்கையான மூலக்கூறு செயல்முறையை(molecular mechanism) நரம்பியல் ஆராய்ச்சிக்கான கருவியாக மாற்றினார். இதுதான் அடிப்படை அறிவியல் சிந்தனை எவ்வாறு தொழில்நுட்பங்களுடன் இணைந்து மருந்தாக மாறுகிறது என்பதற்கான எடுத்துக்காட்டு.
இன்று மாணவர்கள் ஆய்வகத்தில் “இதற்கு என்ன பயன்பாடு?” என்று உடனடியாகக் கேட்காமல், “இது ஏன் இப்படிச் செயல்படுகிறது?” என்று கேட்பது எவ்வளவு முக்கியம் என்பதை இந்த நோபல் பரிசு நமக்கு நினைவூட்டுகிறது. பல நேரங்களில் பயன்பாடு கண்டுபிடிப்புக்குப் பின்னர்தான் வருகிறது.
ஒளியியல்மரபியல் ஆய்வகத்தில் மட்டும் நின்றுவிடவில்லை. மனிதர்களின் பார்வைக் குறைபாட்டைச் சரிசெய்வதற்கும் இந்த அணுகுமுறை ஆராயப்படுகிறது. பார்வை உணர்வில் முக்கியமான விழித்திரை செல்கள் செயலிழக்கும்போது, ஒளியுணர்திறன் கொண்ட புரதங்களைப் பயன்படுத்தி மீண்டும் ஒளியை நரம்பு சமிக்ஞையாக மாற்றுவதற்கான முயற்சிகள் நடைபெற்று வருகின்றன. இது இன்னும் பல மருத்துவ சவால்களைக் கொண்ட ஆராய்ச்சித் துறையாக இருந்தாலும், ஒரு காலத்தில் “ஒளியால் நரம்பு செல்களை இயக்க முடியுமா?” என்ற அடிப்படை கேள்வியாக இருந்த ஒன்று இப்போது மருத்துவ ஆராய்ச்சியின் எல்லையைத் தொடுகிறது.
2026 ஆம் ஆண்டின் மருத்துவ நோபல் பரிசு நமக்குச் சொல்லும் மிகப் பெரிய பாடம் இதுதான்:
இயற்கையின் சிறிய ரகசியத்தை ஆழமாகப் புரிந்துகொள்ள முயல வேண்டும். அது எப்போது மனிதகுலத்திற்கான பெரிய கருவியாக மாறும் என்பதை யாராலும் முன்கூட்டியே சொல்ல முடியாது. அதனால்தான் அடுத்த பெரிய கண்டுபிடிப்பு ஏற்கனவே புகழ்பெற்ற ஆய்வகத்தில் இருக்க வேண்டும் என்ற அவசியமில்லை. அது இன்று எங்கோ இருக்கும் ஏதோ ஒரு மாணவனின் கேள்வியாகவும் இருக்கலாம்.