Нобелевскую премию по медицине присудили за «точечный выключатель» для нейронов

Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 2026 году присудили за оптогенетику - технологию, позволяющую управлять нейронами с помощью света. Лауреатами стали американец Карл Дейссерот и немецкие учёные Петер Хегеманн и Георг Нагель, которые разделят 12 миллионов шведских крон.

В основе их открытия лежит интерес Хегеманна к одноклеточной водоросли хламидомонаде, способной двигаться к источнику света. В начале 2000-х годов он вместе с Нагелем обнаружил новый белок - каналородопсин.

При попадании синего света в нём открывается канал, и заряженные ионы проникают в клетку, создавая электрический импульс. Как выяснилось, любая клетка с таким белком становится чувствительной к свету.

Карл Дейссерот ввёл ген каналородопсина в нервные клетки крыс и запустил нервный сигнал с помощью освещения. Результаты этого прорывного исследования он опубликовал в 2005 году, а через два года добился работы такого «светового переключателя» в мозге живых мышей.

Этот метод управления нервными сигналами и получил название оптогенетика.

Ведущий научный сотрудник Центра молекулярных и биологических технологий ИТМО Вера Медведева объяснила «Фонтанке» уникальность технологии. «Учёные впервые создали точечный выключатель для отдельных нейронов в живом мозге. До этого методы были только общие: электрическая стимуляция затрагивает сразу множество нейронов, а фармакологические подходы действуют медленно и не избирательно», - рассказала она.

Оптогенетика даёт пространственную и временную точность, позволяя управлять конкретными типами клеток в реальном времени. Это помогает устанавливать причинно-следственные связи: включили определённую группу нейронов - и у животного проявилась конкретная функция.

За время существования метода учёные выявили нейронные цепи, отвечающие за память, эмоции, боль, зависимость, тревогу, депрессию и болезнь Паркинсона.

Сейчас на мышах проводят множество экспериментов. Стимуляция мозга светом заставляет грызуна, подобно роботу, выполнять ожидаемое действие.

Можно регулировать память животного, включая конкретные воспоминания или подавляя их. Эти результаты указывают на перспективность оптогенетики для восстановления зрения при дегенерации сетчатки, а также для картирования нейронных цепей при эпилепсии, хронической боли и депрессии.

По словам Медведевой, технологию уже пробуют применять в практической медицине. В 2026 году в раннем клиническом исследовании генотерапия на основе оптогенетики показала первые признаки улучшения зрительной функции у пациентов с пигментным ретинитом - тяжёлым наследственным заболеванием сетчатки.

Научный сотрудник Института междисциплинарных медицинских исследований Европейского университета в Петербурге Артемий Охотин сравнил технологию с чипом в компьютере, который можно включать и выключать светом. «Раньше такие вещи делались, но нужно было внутрь нейрона вставлять тонкий электрод. Это всё было очень инвазивно и необратимо. А светочувствительные ионные каналы можно включать и выключать», - отметил он.

При этом эксперт призвал не переоценивать возможность создания «киборгов», действующих по заданию. «Было бы сильным преувеличением говорить, что мышь под влиянием света будет действовать так, как хочет автор эксперимента. Мы не так уж хорошо знаем, как происходит управление. Речь скорее не о том, чтобы управлять, а чтобы лучше понять, как всё это работает», - пояснил Охотин.

Сейчас оптогенетика остаётся в основном научным инструментом, но одним из перспективных направлений для лечения людей считается эпилепсия. При тяжёлых формах болезни иногда приходится изолировать участок мозга, вызывающий судороги.

Теоретически возбуждение можно гасить с помощью светодиода, хотя пока это остаётся на уровне идей.

В России также ведутся исследования в этой области. Ещё в 1978 году биофизики МГУ Феликс Литвин и Олег Синещеков впервые зафиксировали электрический ответ водоросли на свет.

Именно этот подход позже использовал Хегеманн. Синещеков продолжил работу в США, где в 2002 году с коллегами показал роль двух родопсинов в фототоках хламидомонады, а в 2015 году вместе с Еленой Говоруновой открыл анионные каналородопсины, которые сегодня применяют для подавления активности нейронов.

По словам Охотина, сейчас исследованиями в области оптогенетики занимается как минимум одна научная группа в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии в Москве.