Betül Yasemin Kökbek / Milliyet.com.tr – 2026 Nobel Tıp Ödülü, sinir hücrelerinin ışık aracılığıyla kontrol edilmesini mümkün kılan çalışmaları nedeniyle Karl Deisseroth, Peter Hegemann ve Georg Nagel’e verildi. Bilim insanlarının geliştirilmesine öncülük ettiği ‘Optogenetik yöntem’, araştırmacıların yaşayan beyindeki belirli sinir hücrelerini kontrol ederek hafıza, duygu ve davranışlarla ilişkili sinir devrelerini incelemesine olanak sağlıyor. Peki, Optogenetik yöntem ile neler değişecek? Virolog Semih Tareen bu yeni gelişmeyi bakın nasıl yorumladı.
BEYİN HÜCRELERİ IŞIKLA KONTROL EDİLEBİLİYOR!
Üç bilim insanı, ‘ışıkla kapılanan iyon kanalları ve Optogenetik konusundaki keşifleri’ nedeniyle ödüle layık görüldü. Nobel Komitesi’ne göre bu çalışmalar, sinir hücrelerinin faaliyetlerinin ışık kullanılarak hassas biçimde kontrol edilmesinin önünü açtı. Beynin duyguları, davranışları ve vücut fonksiyonlarını nasıl yönettiği uzun yıllardır bilim dünyasının en büyük sorularından biri. Geçmişte araştırmacılar beynin hangi bölgelerinin belirli işlevlerle ilişkili olduğunu inceleyebiliyordu. Ancak bir bölgenin aktif olduğunu görmek, o bölgenin belirli bir davranışa gerçekten neden olduğunu kanıtlamak için yeterli değildi. Optogenetik ise bu noktada önemli bir değişiklik yarattı. Yöntem sayesinde araştırmacılar, belirli sinir hücrelerini ışık kullanarak etkinleştirebiliyor veya baskılayabiliyor. Böylece belirli sinir devrelerinin hafıza, duygu ve davranışlar üzerindeki rolü daha doğrudan araştırılabiliyor.
Optogenetik, genetik olarak seçilmiş hücrelerin faaliyetini ışık kullanarak kontrol etme yöntemi. Buradaki ‘opto’ ışık anlamına gelirken, ‘genetik’ de hücrelerin genetik açıdan değiştirilmesini ifade ediyor.
Bu bilimsel gelişmenin temelleri, tek hücreli ‘Chlamydomonas’ adlı bir alg üzerinde yapılan araştırmalara dayanıyor. Peter Hegemann, bu algın ışık kaynağına doğru nasıl hareket ettiğini anlamaya çalıştı. Peter Hegemann ve Georg Nagel, 2000’li yılların başında algın hücre yüzeyinde bulunan ve ışığa tepki veren ‘channelrhodopsin’ adlı bir protein keşfetti. Protein mavi ışıkla karşılaştığında bir kanal açılıyor ve yüklü iyonların hücre içine girmesine izin veriyor. Bunun sonucunda hücrede elektriksel bir sinyal oluşuyor. Araştırmacılar, bu proteinin başka hücrelere aktarıldığında da onları ışığa duyarlı hale getirdiğini ortaya koydu.
Karl Deisseroth, ise bu ışığa duyarlı mekanizmayı sinirbilim alanına taşıdı. Deisseroth, ‘channelrhodopsin’ genini farelerin sinir hücrelerine aktararak mavi ışık kullanıldığında bu hücrelerde sinir sinyallerinin tetiklenebileceğini gösterdi. Bu önemli çalışma 2005 yılında yayımlandı. Deisseroth iki yıl sonra yöntemi yaşayan farelerin beynindeki sinir hücrelerini kontrol etmek için de kullanmayı başardı. Böylece ışıkla kontrol edilen sinir hücreleri fikri, laboratuvar ortamından yaşayan bir beynin içine taşınmış oldu.
BEYİNDEKİ DAVRANIŞLARIN ARAŞTIRILMA ŞEKLİNİ DEĞİŞTİRDİ
Bu yöntem daha sonra ‘Optogenetik’ olarak adlandırıldı ve sinirbilim araştırmalarında hızla yaygınlaştı. Optogenetik sayesinde bilim insanları, beynin belirli bölgelerindeki sinir hücrelerini yalnızca gözlemlemekle kalmayıp kontrollü biçimde etkinleştirebiliyor veya susturabiliyor. Bu özellik, belirli sinir devrelerinin davranış, hafıza ve duygularla bağlantısını araştırmak için önemli bir araç haline geldi. Nobel Komitesi, yöntemin beynin işleyişini anlamada neden-sonuç ilişkilerini araştırmayı mümkün kılan önemli bir yaklaşım olduğunu vurguluyor.
Optogenetik yalnızca temel beyin araştırmalarında kullanılmıyor. Yöntem, nörolojik ve psikiyatrik hastalıklarla bağlantılı sinir devrelerini inceleyen araştırmalarda da kullanılıyor. Araştırmacılar bu teknik aracılığıyla hastalıklarla ilişkili belirli sinir hücrelerinin ve devrelerinin nasıl çalıştığını anlamaya çalışıyor. Parkinson, depresyon, bağımlılık, ağrı ve başka nörolojik/psikiyatrik bozukluklarla ilişkili devreler de bu yöntemle araştırılıyor. Bunun yanı sıra görme kaybı yaşayan kişilerde görmenin yeniden sağlanmasına yönelik klinik araştırmalarda da optogenetik yaklaşımlar üzerinde çalışılıyor. Ancak burada önemli bir ayrım bulunuyor: Optogenetik, bu hastalıkların bugün için rutin tedavisi haline gelmiş bir yöntem değil. Klinik uygulamalara yönelik çalışmalar hala araştırma aşamasında.
Üç bilim insanının çalışmaları, beynin yalnızca hangi bölgelerinin aktif olduğunu gözlemlemekten, belirli sinir hücrelerinin faaliyetlerini kontrollü biçimde değiştirmeye geçişte önemli bir dönüm noktası oluşturdu. Peter Hegemann ve Georg Nagel’in ışığa duyarlı channelrhodopsin proteinini keşfetmesi, Karl Deisseroth’un ise bu mekanizmayı sinir hücrelerini kontrol etmek için kullanması, bugün dünya genelinde kullanılan optogenetik yaklaşımın temelini oluşturdu. 2026 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü böylece doğrudan ‘duyguların sırrını çözen’ bir keşfe değil; duygular, hafıza ve davranışlarla bağlantılı sinir devrelerini çok daha hassas biçimde araştırmayı mümkün kılan bir bilimsel yönteme verildi.
‘BEYNİ MAKRO BİR ORGAN GİBİ ALGILIYORDUK’
İnsan beyninin nasıl çalıştığını anlamaya yönelik araştırmalarda önemli bir dönüm noktası olarak değerlendirilen bu gelişmeyi Virolog Semih Tareen ise kendi sosyal medya hesabından şu cümlelerle paylaştı:
“90’lı yıllarda Peter Hegemann ve Georg Nagel gölcüklerde bulunan yeşil algler üzerinde deney yapıyor. Bu alglerde hücre yüzeylerinde ışığa duyarlılık sensörleri olduğunu fark ediyor ve bunun ne olduğunu anlamaya çalışıyorlar. Nihayet bir gen klonluyorlar. Bu genin ismi ‘Channelrhodopsin’ ve bu gen bir protein yapıyor, hücrenin yüzeyinde ışığa duyarlı bir şekilde iyon alışverişini sağlıyor. Bu iyon alışverişi ise o yeşil alglerde algin kamçısının hareketine ve bir davranışa sebep oluyor. Yani burada bir etki tepki durumu oluşuyor. Etki ışık, tepki ise algin hareketi. Ardından Karl Deisseroth isimli bilim insanı bu geni alıp farelerin bazı nöronlarına yerleştiriyor ve tabii ki bunu yaparken de bizim dostumuz olan virüsleri kullanıyor. Channelrhodopsin isimli ışığa duyarlı geni bu farelerin nöronlarına aktaran Deisseroth bu şekilde ışık ile yani optik ile kontrollü bir beyin tepkisi oluşturuyor. Bu farelere istediği şekilde yön veriyor. İsterse sola hareket etmelerini isterse başka davranışlar verebiliyor.”
Açıklamalarını bugün ödül alan bu üç ismin keşfiyle birlikte gelen yenilikleri açıklayarak sonlandıran Virolog Semih Tareen, “Önceden beyni biz makro bir organ gibi algılıyorduk. Ancak bu deney sayesinde hücresel seviyede beyindeki hücreleri kontrol etmek artık mümkün. Yani körlük, Demans, Alzheimer gibi bazı hastalıklarda olumlu bir etkisi olacak. Bununla beraber yapay zeka ve robotikste hücre seviyesinde beyin kullanımı, etki tepki yaratmak mümkün olacak” ifadelerini kullandı.