मेंदूच्या अंधारात प्रकाशाचा स्विच!

आठवणी, भावना आणि वर्तनाच्या रहस्याचा माग काढणाऱ्या ‘ऑप्टोजेनेटिक्स’ला २०२६चा वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पुरस्कार !!

आपल्या मेंदूत एखादी आठवण तयार होते तेव्हा नेमकं काय घडतं?
एखादं गाणं ऐकल्यावर अचानक वीस वर्षांपूर्वीची एखादी व्यक्ती आठवते, एखाद्या वासाने बालपण डोळ्यांसमोर उभं राहतं किंवा एखाद्या प्रसंगाची आठवण झाली की मनात भीती, आनंद किंवा दुःखाची लहर उठते—हे सगळं मेंदू करतो. पण कसं?हा प्रश्न शतकानुशतकं मानवाला पडला आहे. मेंदू दिसतो, त्याची रचना दिसते; पण त्याच्या अब्जावधी चेतापेशी म्हणजे न्यूरॉन्स नेमक्या कोणत्या क्षणी काय ‘बोलत’ आहेत, हे पाहणं जवळजवळ अशक्य होतं.

आणि मग शास्त्रज्ञांनी मेंदूच्या या अंधाऱ्या जगात प्रकाशाचा स्विच आणला!
२०२६च्या वैद्यकशास्त्रातील नोबेल पारितोषिकासाठी कार्ल डायसरॉथ, पीटर हेगेमन आणि जॉर्ग नागेल यांची निवड करण्यात आली आहे. त्यांना “light-gated ion channels and optogenetics” संदर्भातील शोधांसाठी हा सन्मान देण्यात आला आहे.

या संशोधनाची सुरुवात मात्र माणसाच्या मेंदूपासून नाही, तर एका अगदी साध्या, एकपेशीय शेवाळापासून होते.
शेवाळाच्या एका पेशीने दिला मोठा धागा-पीटर हेगेमन आणि जॉर्ग नागेल यांनी एका एकपेशीय शैवालामध्ये एक विलक्षण प्रथिन शोधून काढलं—चॅनेलर्‍होडॉप्सिन (channelrhodopsin).
नाव ऐकूनच आपण म्हणू, “हे प्रथिन आहे की एखाद्या अवघड पासवर्डचं नाव?”
पण या प्रथिनाचं काम मात्र विलक्षण होतं. प्रकाश पडला की ते पेशीच्या पडद्यामधून आयनना आत-बाहेर जाण्याचा मार्ग उपलब्ध करून देतं. म्हणजेच प्रकाशाच्या मदतीने पेशीच्या विद्युत क्रियेत बदल घडवता येतो.
हेगेमन आणि नागेल यांच्या शोधाने एक महत्त्वाचा दरवाजा उघडला—प्रकाशाचा वापर करून पेशींच्या विद्युत क्रियेला नियंत्रित करता येऊ शकतं!
पण याचा उपयोग मेंदूसाठी कसा करायचा?

न्यूरॉनच्या हातात प्रकाशाचा रिमोट:इथे प्रवेश होतो कार्ल डायसरॉथ यांचा
डायसरॉथ यांनी या प्रथिनाला चेतापेशींमध्ये वापरण्याची कल्पना पुढे नेली. विशिष्ट न्यूरॉन्समध्ये प्रकाशसंवेदनशील प्रथिने निर्माण करता आली आणि नंतर प्रकाश टाकून त्या न्यूरॉन्सना सक्रिय किंवा निष्क्रिय करता आलं.यालाच म्हणतात—ऑप्टोजेनेटिक्स (Optogenetics).

सोप्या भाषेत सांगायचं तर, शास्त्रज्ञ एखाद्या विशिष्ट प्रकारच्या चेतापेशीला जणू ‘ऑन-ऑफ स्विच’ देतात. त्यानंतर अतिशय अचूक प्रकाशझोत वापरून त्या पेशींची क्रिया नियंत्रित करता येते.
आधी मेंदूचा अभ्यास म्हणजे जणू एखाद्या मोठ्या शहरात रात्रीच्या अंधारात फिरून “इथे कोण राहतं?” असा अंदाज बांधण्यासारखा होता.
ऑप्टोजेनेटिक्सने शास्त्रज्ञांच्या हातात टॉर्चच दिली नाही; हवे त्या घराची लाईट लावण्याचा स्विचही दिला!
आठवण कुठे राहते? यामुळे न्यूरोसायन्समध्ये मोठी क्रांती झाली.

एखाद्या विशिष्ट आठवणीशी संबंधित न्यूरॉन्स कोणते? भीती निर्माण करणाऱ्या न्यूरल सर्किटमध्ये कोणत्या पेशी काम करतात? आनंद, प्रेरणा, हालचाल किंवा विशिष्ट वर्तनामागे कोणते न्यूरॉन्स सक्रिय होतात?
ऑप्टोजेनेटिक्सच्या मदतीने संशोधकांना या प्रश्नांची अधिक अचूक उत्तरं शोधता आली.
विशेष म्हणजे, फक्त “हा न्यूरॉन सक्रिय आहे” एवढंच पाहता येत नाही; विशिष्ट न्यूरॉन्सना प्रकाशाने सक्रिय करून त्यांच्या क्रियेमुळे वर्तनात काय बदल होतो, हेही तपासता येतं.
यामुळे मेंदूतील न्यूरल सर्किट्स आणि स्मृती, भावना व वर्तन यांच्यातील संबंध समजून घेण्याचा नवा मार्ग मिळाला.

मानसिक आणि न्यूरोलॉजिकल आजारांकडे नवी खिडकी-याचा उपयोग केवळ मूलभूत संशोधनापुरता मर्यादित नाही.
अनेक न्यूरोलॉजिकल आणि मानसोपचारविषयक विकारांमध्ये मेंदूतील विशिष्ट न्यूरल सर्किट्सच्या बिघाडाची भूमिका असू शकते. त्यामुळे कोणती सर्किट्स काय करतात, हे समजल्यास भविष्यात अधिक अचूक उपचारपद्धती विकसित करण्याची शक्यता निर्माण होते.
दृष्टी गमावलेल्या व्यक्तींमध्ये दृष्टी परत मिळवण्याच्या प्रयत्नांतही ऑप्टोजेनेटिक्सचा वापर संशोधनाच्या पातळीवर केला जात आहे.
म्हणजेच शैवालाच्या एका विलक्षण प्रथिनापासून सुरू झालेला प्रवास मानवी मेंदू आणि मानवी दृष्टीपर्यंत पोहोचला आहे.

मेंदू अजूनही एक मोठं कोडं-आपण रोज मेंदूचा वापर करतो. विचार करतो, आठवतो, प्रेम करतो, घाबरतो, हसतो, निर्णय घेतो. पण या प्रत्येक अनुभवामागे अब्जावधी न्यूरॉन्सची गुंतागुंतीची विद्युत आणि रासायनिक भाषा चालू असते.
ऑप्टोजेनेटिक्सने या भाषेतील काही अक्षरं वाचण्याची आणि काही ठिकाणी स्वतः एक अक्षर बदलून त्याचा परिणाम पाहण्याची संधी दिली.
म्हणूनच या शोधाला केवळ एक प्रयोगशाळेतील तांत्रिक प्रगती म्हणणं अपुरं ठरेल.

मानवी मेंदूला समजून घेण्याच्या प्रयत्नात हा एक नवा अध्याय आहे.
कदाचित उद्या आपल्याला हे समजेल की एखादी आठवण नेमकी कुठे तयार होते, प्रेमाच्या भावनेत कोणती सर्किट्स जागी होतात आणि भीतीची आठवण पुन्हा पुन्हा का डोकं वर काढते.

आणि त्या दिवशी कदाचित आपण म्हणू—
“आठवणी डोक्यात असतात” हे तर माहीत होतंच; पण त्या डोक्यात नेमक्या कुठे आणि कशा उजळतात, हेही आता दिसायला लागलं आहे!
मेंदूचं कोडं अजून सुटलेलं नाही. पण अंधारात आता एक छोटासा दिवा नक्की लागला आहे.
आणि त्या दिव्याचं नाव आहे—ऑप्टोजेनेटिक्स.