Nhà khoa học Mỹ Karl Deisseroth cùng hai nhà khoa học Đức Peter Hegemann và Georg Nagel ngày 5-10 được trao Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026 nhờ phát triển kỹ thuật quang di truyền (optogenetics), phương pháp sử dụng ánh sáng để kiểm soát từng tế bào thần kinh trong não.
Hội đồng Nobel thuộc Viện Karolinska của Thụy Điển cho biết Deisseroth, 54 tuổi, Hegemann, 71 tuổi và Nagel, 73 tuổi được vinh danh với những “khám phá về các kênh ion được điều khiển bằng ánh sáng và quang di truyền”.
Thomas Perlmann, Tổng thư ký Hội đồng Nobel tại Viện Karolinska, cho biết phương pháp này cho phép các nhà khoa học bật hoặc tắt hoạt động của từng tế bào thần kinh trong não sống.
Anna Wedell, giáo sư di truyền học và thành viên Ủy ban Nobel Sinh lý học hoặc Y học, cho rằng nghiên cứu đã mở ra một kỷ nguyên mới trong khoa học thần kinh, dù đây mới chỉ là bước khởi đầu.
“Lần đầu tiên, chúng ta thực sự có thể bắt đầu hiểu cách não bộ xử lý thông tin và cách các tế bào thần kinh khác nhau tương tác trên toàn bộ não,” bà nói.
Ba nhà khoa học sẽ chia nhau khoản tiền thưởng 12 triệu krona Thụy Điển (khoảng 1,2 triệu USD).
Các giải Nobel Vật lý, Hóa học, Văn học, Hòa bình và Kinh tế sẽ lần lượt được công bố trong những ngày tới. Giải Nobel Hòa bình 2026 dự kiến được công bố ngày 9-10.
Phát hiện bất ngờ từ tảo
Deisseroth từng được đào tạo để trở thành bác sĩ phẫu thuật thần kinh trước khi gặp những bệnh nhân mà ông không thể giúp đỡ tại một phòng khám tâm thần. Chứng kiến những người bệnh chịu đựng mà không có phương pháp điều trị phù hợp khiến ông đặt câu hỏi định hình sự nghiệp: Tại sao não bộ hoạt động khác nhau ở mỗi người?
Câu trả lời sau đó đến từ một nguồn không ngờ tới: một loài tảo, cùng hai nhà khoa học Đức có chung sự tò mò về khoa học.
Đầu những năm 1990, Hegemann bắt đầu nghiên cứu cách loài tảo Chlamydomonas phản ứng với ánh sáng chỉ trong khoảng nửa mili giây. Ông đưa ra giả thuyết rằng một loại protein vừa có thể thu nhận ánh sáng, vừa hoạt động như một kênh ion, rồi liên hệ với Nagel để nhờ kiểm chứng.
Nagel sau đó đưa gene của Chlamydomonas vào trứng ếch và phát hiện channelrhodopsin-2, một kênh ion nhạy sáng.
“Nó là một cơ hội tốt để làm điều gì đó mới mẻ và thú vị,” Nagel nhớ lại cuộc gọi ban đầu từ Hegemann.
Năm 2003, Nagel và Hegemann công bố nghiên cứu cho thấy protein này có thể được đưa vào tế bào người để tạo ra các xung điện bằng ánh sáng. Đến năm 2005, Deisseroth chứng minh kỹ thuật này có thể được sử dụng trên tế bào thần kinh của chuột. Thuật ngữ quang di truyền được đặt ra vào năm 2006.
Một nhà khoa học từng làm việc tại Viện Max Planck ở Frankfurt của Hegemann nhớ lại vào năm 2007 rằng các nhà nghiên cứu khi đó phải dùng những sợi cáp quang lấy từ đồ trang trí Giáng sinh và gắn vào kính hiển vi để phục vụ thí nghiệm.
“Chúng tôi thực sự không biết nó hoạt động thế nào, cũng không có nhiều công cụ. Nhưng nó cực kỳ thú vị,” Dima Kuzmin, khi đó là một nhà hóa thần kinh, kể lại.
Hướng tới điều trị bệnh não
Nghiên cứu của ba nhà khoa học hiện giúp giới khoa học hiểu rõ hơn về các rối loạn não bộ. Các mô hình động vật đang được sử dụng để nghiên cứu tâm thần phân liệt, bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson, động kinh và nghiện, những bệnh ảnh hưởng đến hàng triệu người nhưng vẫn có ít lựa chọn điều trị hiệu quả.
Deisseroth từng sử dụng quang di truyền để kiểm soát chuyển động râu của chuột bằng cách kích hoạt những tế bào thần kinh cụ thể trong vùng vận động của não. Ông cũng dùng ánh sáng để đánh thức những con chuột đang ngủ, qua đó xác nhận vai trò của một số tế bào thần kinh trong việc duy trì trạng thái thức.
“Chúng ta có các mô hình chuột về chứng mất trí nhớ, động kinh và nghiện. Bằng cách xác định những tế bào hoạt động trong các bệnh này ở chuột, chúng ta có thể biết cần tìm kiếm ở đâu khi nghiên cứu trên người,” Wedell nói.
Các nhà nghiên cứu cũng đang thử áp dụng kỹ thuật này để khôi phục thị lực cho người mắc viêm võng mạc sắc tố, một bệnh về mắt tiến triển gây suy giảm thị lực, bằng cách đưa protein nhạy sáng vào võng mạc.
Một hướng khác là cải thiện thiết bị cấy ốc tai điện tử, với hy vọng kích thích dây thần kinh thính giác chính xác hơn so với các thiết bị sử dụng kích thích điện hiện nay.
“Khi nghĩ về võng mạc, tất cả những gì bệnh nhân cần làm là mở mắt và chúng ta đã có ánh sáng,” Paul Bresge, CEO Ray Therapeutics, công ty công nghệ sinh học Mỹ đang phát triển liệu pháp điều trị viêm võng mạc sắc tố, nói. “Vì vậy, đây là một hướng điều trị tiềm năng rất hợp lý.”
Một số phương pháp điều trị đang ở giai đoạn phát triển tương đối tiên tiến, trong đó có liệu pháp điều trị rối loạn phổ tự kỷ của công ty công nghệ sinh học Mỹ MapLight, do Deisseroth đồng sáng lập, và phương pháp phục hồi thị lực cho người mắc viêm võng mạc sắc tố của Nanoscope, cũng tại Mỹ. Tuy nhiên, cả hai vẫn còn cách thời điểm có thể được sử dụng rộng rãi cho bệnh nhân.
Manuel Valero, nhà nghiên cứu tại Bệnh viện del Mar ở Barcelona, nơi ông đứng đầu Phòng thí nghiệm Tính toán thần kinh, cho rằng quang di truyền đã “đẩy ranh giới giữa khoa học và khoa học viễn tưởng.”
“Trong các thí nghiệm trên động vật, chúng tôi đã kiểm soát được cảm xúc, tạo ra ký ức giả hoặc thậm chí khôi phục ký ức đã mất trong các mô hình bệnh Alzheimer,” Valero nói. “Có lẽ triển vọng lớn nhất mà kỹ thuật này vẫn chưa thực hiện được chính là một trong những mục tiêu ban đầu: khả năng điều trị các bệnh về não ở người.”
Con đường khoa học của ba chủ nhân Nobel cũng phản ánh những tính cách khác nhau. Hegemann sớm say mê khám phá và xem nghiên cứu khoa học như việc mở đường tới những vùng đất chưa được biết đến.
Nagel từng làm giáo viên, mở một quán cà phê và chơi dù lượn. Trong khi đó, những bệnh nhân mà Deisseroth gặp tại phòng khám tâm thần đã thôi thúc ông tìm kiếm hiểu biết sâu hơn về não bộ thông qua nghiên cứu khoa học thay vì chỉ dựa vào thực hành lâm sàng.
Karl Deisseroth, đồng chủ nhân Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026, tại Trung tâm James H. Clark thuộc Đại học Stanford ở Stanford, California, Mỹ, ngày 5-10-2026. Ảnh: Reuters
Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel được trao Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026, theo công bố tại cuộc họp báo ở Diễn đàn Nobel thuộc Viện Karolinska ở Stockholm, Thụy Điển, ngày 5-10-2026. Ảnh: TT News Agency
