Nagrajenec Nobelovega sklada za odkritje dvojne vijačnice DNK, Francis Crick, je leta 1979 kot poglavitno šibkost temeljne nevroznanosti izpostavil nezmožnost nadzora nad delovanjem posameznih (vrst) celic v živčevju. Elektrode so najbolj natančno in neposredno orodje za manipuliranje delovanja izbranih delov živčevja, a po svoji velikosti in načinu delovanja predstavljajo invazivno, grobo in neselektivno orodje. Kemijske snovi, s katerimi vplivamo na živčevje, pa delujejo počasi in njihovi učinki tudi niso omejeni le na izbrane tarčne celice. Crick je domneval, da bi bila uporaba svetlobe izbrane valovne dolžine odlična za namen hitre, selektivne in neškodljive manipulacije nevronov, toda večina živčnih celic ni občutljiva na svetlobo in znanost pred desetletji ni poznala načina, kako jih narediti dovzetne. Z uporabo metode, imenovane optogenetika, se ponujajo možnosti bolj natančnega vpogleda v okvarjene povezave med nevroni pri različnih boleznih, vlogo pa bi lahko imela tudi pri povrnitvi vida.

Optogenetika se opira na molekule, imenovane opsini. To so ionski kanali, ki se odzivajo na svetlobo različnih valovnih dolžin in svetlobo preko toka ionov pretvorijo v električno energijo, kar pri nevronih povzroči aktivacijo ali utišanje njihove aktivnosti. Pri uporabi optogenetike v nevroznanosti z uvedbo genov za opsine naredimo nevrone občutljive na svetlobo določene valovne dolžine, s katero lahko aktiviramo ali zavremo dovzetne celice v živih organizmih in opazujemo, kako vklop in izklop delujeta na posamezne celične funkcije, delovanje živčnih omrežij in na vedenje organizma. Danes imajo raziskovalci na voljo širok nabor opsinov, s katerimi lahko vplivajo na občutljivost nevronov na svetlobo različnih valovnih dolžin, kar omogoča zelo natančno in hitro krmiljenje njihovega delovanja.

Optogenetika tako omogoča zelo natančen vpogled v nevronske povezave v možganih, ponuja pa tudi možnost iskanja okvar nevronskih poti pri Parkinsonovi bolezni, epilepsiji, depresiji ter drugih nevropsihiatričnih motnjah. Za smiselno uporabo optogenetskih metod pri ljudeh bo sicer potrebno premagati še številne izzive, vsekakor pa je poveden primer slepe pacientke, ki so ji po vstavitvi mikrobnega opsina v celice mrežnice uspeli delno povrniti funkcijo vida. Pacientkino mrežnico so stimulirali s svetlobo iz posebnih očal, po čemer je bila pacientka, ko je nosila očala, sposobna prepoznati določene predmete in se jih celo dotakniti. Kljub temu, da tega ni bila sposobna brez očal, pa njen primer vsekakor daje upanje za prihodnost.

Povzel: Jakob Timotej Stojanov Konda