Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel, những người dẫn đầu nghiên cứu quang di truyền học nhằm điều chỉnh hoạt động của tế bào thần kinh bằng ánh sáng, đã được chọn là những người đoạt Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2026. Quang di truyền học là công nghệ đưa các protein nhạy sáng vào tế bào thần kinh, sau đó chiếu sáng để kích hoạt hoặc ức chế tín hiệu thần kinh. Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh hoạt động của tế bào thần kinh ở thang thời gian tính bằng mili giây.

Bối cảnh

Thách thức trong nghiên cứu não bộ nằm ở quy mô và độ phức tạp. Chỉ trong một milimét khối mô não, không gian cỡ một hạt anh túc, đã có hàng chục nghìn nơ-ron (tế bào thần kinh) cùng các tế bào hỗ trợ khác, và chúng ảnh hưởng đến chức năng của nhau. Để hiểu sự phức tạp này, các công nghệ thần kinh học nhìn chung đã phát triển theo trình tự: trực quan hóa não bộ, đo lường chức năng, rồi kiểm soát hoạt động.

Một trong những điểm khởi đầu của việc trực quan hóa não bộ là những quan sát của Santiago Ramón y Cajal, nhà thần kinh học kiêm họa sĩ người Tây Ban Nha vào cuối những năm 1800. Ông sử dụng phương pháp nhuộm bạc do Camillo Golgi phát triển để làm hiện rõ từng nơ-ron trong mô não, rồi quan sát chúng dưới kính hiển vi và ghi lại bằng hình vẽ. Cajal và Golgi đã nhận Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1906 nhờ nghiên cứu này. Các phương pháp truy vết xuôi dòng và ngược dòng được phát triển trong thập niên 1970 được dùng để lập bản đồ nhiều đường dẫn giữa các nơ-ron.

Ngày nay, kính hiển vi điện tử có thể tạo ra hình ảnh với độ phân giải ở cấp độ nguyên tử, còn kính hiển vi mở rộng cho phép phóng đại vật lý mẫu mô để quan sát tế bào và các kết nối giữa chúng. Những phương pháp này có liên hệ với nghiên cứu connectomics, lĩnh vực lập bản đồ toàn bộ các kết nối giữa các nơ-ron. MRI chức năng (kỹ thuật chụp ảnh quan sát hoạt động của não thông qua những thay đổi trong lưu lượng máu) đo lưu lượng máu trên toàn não để khảo sát hoạt động một cách không xâm lấn. Sự phát triển các chuỗi thu nhận ảnh tốc độ cao và kỹ thuật mã hóa không gian giúp tạo ra phương pháp này có liên quan đến Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2003.

Chỉ quan sát cấu trúc thì khó biết các tế bào thần kinh truyền tín hiệu cho nhau như thế nào. Alan Hodgkin và Andrew Huxley nhận Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1963 nhờ nghiên cứu ghi nhận và đo lường các tín hiệu điện do nơ-ron tạo ra. Các đầu dò dùng trong nghiên cứu ngày nay có thể đồng thời ghi lại hoạt động điện của hàng trăm nơ-ron ở nhiều vùng não. Một loạt nghiên cứu được công bố năm 2025 báo cáo rằng 95% não bộ dường như tham gia vào quá trình ra quyết định ở động vật. Điều này cho thấy khó có thể giải thích việc ra quyết định chỉ bằng hoạt động của một vùng não nhất định.

Các công nghệ kiểm soát hoạt động của não cũng đã phát triển. Cuối thập niên 1980, bác sĩ phẫu thuật thần kinh người Pháp Alim-Louis Benabid đã phát triển phương pháp kích thích não sâu để giảm nhẹ các triệu chứng bệnh Parkinson. Phương pháp này cấy điện cực vào não để tạo kích thích điện, nhưng vì ảnh hưởng đến mọi tế bào xung quanh điện cực nên có hạn chế trong việc nhắm riêng vào một số nơ-ron nhất định. Ngược lại, quang di truyền học có thể điều chỉnh hoạt động của các tế bào thần kinh mục tiêu bằng ánh sáng, mở ra khả năng để các nhà nghiên cứu khảo sát trực tiếp hơn mối liên hệ giữa hoạt động của một mạch thần kinh cụ thể và hành vi.

Ý nghĩa của thông tin này

Tầm quan trọng của quang di truyền học nằm ở chỗ công nghệ này không chỉ quan sát hoạt động của não mà còn có thể điều chỉnh hoạt động của một số tế bào thần kinh cụ thể rồi khảo sát kết quả. Chẳng hạn, nếu một nghiên cứu muốn xác định mạch thần kinh nào tham gia vào phản ứng đau, có thể điều chỉnh hoạt động của mạch đó bằng ánh sáng rồi quan sát những thay đổi trong phản ứng. Đây là ví dụ giả định, không có nghĩa công nghệ này sẽ sớm được dùng để điều trị bệnh nhân.

Các bài báo đề cập đến những ứng dụng điều trị tiềm năng của quang di truyền học như phục hồi thị lực, giảm đau, điều trị động kinh và các rối loạn sức khỏe tâm thần. Một bài báo cũng cho biết đang có thử nghiệm lâm sàng nhằm khôi phục thị lực ở người mất thị lực do bệnh thoái hóa sắc tố võng mạc bằng cách đưa protein nhạy sáng vào võng mạc. Một bài báo khác cho biết quang di truyền học còn được sử dụng để nghiên cứu sự tương tác giữa tế bào và hệ thần kinh ở các cơ quan khác ngoài não, như tim và ruột.

Tuy nhiên, cần phân biệt tiềm năng với phương pháp điều trị đã được xác lập. Những bài báo được cung cấp không cho biết chi tiết về phạm vi áp dụng cho từng bệnh, thời điểm có thể áp dụng cho bệnh nhân hay cách đánh giá độ an toàn. Việc được trao giải Nobel cho thấy tầm quan trọng của nghiên cứu, nhưng bản thân giải thưởng không có nghĩa là hiệu quả hay độ an toàn của một phương pháp điều trị cụ thể đã được chứng minh.

Những điểm các bài báo đưa tin khác nhau

Các bài báo thống nhất về tên những người đoạt giải, nhưng đưa ra độ tuổi khác nhau. Một bài ghi Deisseroth 54 tuổi và Hegemann 71 tuổi, trong khi bài khác lần lượt ghi 55 và 72 tuổi. Các bài đều đưa tin Nagel 73 tuổi.

Cách diễn đạt về ứng dụng lâm sàng cũng khác nhau. Một bài đề cập đến thử nghiệm lâm sàng nhằm phục hồi thị lực cho bệnh nhân mắc bệnh thoái hóa sắc tố võng mạc, trong khi bài khác viết rằng công nghệ này được sử dụng để phục hồi thị lực. Vì vậy, chỉ dựa trên những thông tin này thì khó xác định chắc chắn phạm vi ứng dụng hiện tại, giai đoạn thử nghiệm lâm sàng hay điều kiện cung cấp phương pháp điều trị trên thực tế cho bệnh nhân.

Những điều đã xác nhận và những điều chưa rõ

Những điều đã xác nhận

  • Quang di truyền học điều chỉnh hoạt động của tế bào thần kinh bằng ánh sáng và có thể kiểm soát hoạt động ở thang thời gian tính bằng mili giây.
  • Các bài báo đưa tin Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel là những người đoạt Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2026.
  • Công nghệ nghiên cứu não bộ đã phát triển từ trực quan hóa, đo lường chức năng đến kiểm soát hoạt động.
  • Các bài báo nêu phục hồi thị lực và điều trị đau, động kinh, các rối loạn sức khỏe tâm thần cùng những ứng dụng tiềm năng khác của quang di truyền học.

Những điều chưa rõ

  • Khi nào và trong phạm vi nào các phương pháp điều trị dựa trên quang di truyền học sẽ được áp dụng cho bệnh nhân thực tế.
  • Độ an toàn và hiệu quả của những phương pháp điều trị này đang được đánh giá dựa trên bằng chứng và quy trình nào.
  • Giai đoạn cụ thể và điều kiện tham gia của thử nghiệm lâm sàng liên quan đến bệnh thoái hóa sắc tố võng mạc.

Điều độc giả cần xác minh

  • Khi đọc tin về điều trị bằng quang di truyền học, cần phân biệt đó là tiềm năng nghiên cứu, thử nghiệm lâm sàng hay phương pháp đã được áp dụng trong điều trị thực tế.
  • Khi tìm hiểu thông tin về thử nghiệm lâm sàng, không nên chỉ căn cứ vào tên bệnh mà cần xem cả điều kiện tham gia và nội dung đánh giá an toàn.
  • Nếu cân nhắc điều trị, không nên kết luận về hiệu quả chỉ dựa trên tin tức; điều quan trọng là hỏi nhân viên y tế điều trị bệnh đó về những lựa chọn hiện có và cơ sở bằng chứng.

Tài liệu tham khảo