Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026: Dùng ánh sáng “bật tắt” tế bào thần kinh, mở ra cách hiểu mới về trí nhớ và bệnh Parkinson

Ngày 5/10/2026, Nobel Sinh lý học hoặc Y học đã được trao cho ba nhà khoa học Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel vì những khám phá về các kênh ion được điều khiển bằng ánh sáng và công nghệ quang di truyền học (optogenetics).

Đây là một bước ngoặt quan trọng của khoa học thần kinh. Thay vì chỉ quan sát xem vùng não nào hoạt động khi con người nhớ một sự kiện, cảm thấy sợ hãi hay thực hiện một hành động, các nhà khoa học giờ đây có thể dùng ánh sáng để tác động chính xác lên những nhóm tế bào thần kinh nhất định và kiểm tra liệu chúng có thực sự gây ra một chức năng hay hành vi cụ thể hay không.

Nói đơn giản, công nghệ này biến ánh sáng thành một dạng “công tắc” cho tế bào thần kinh. Khi được kích hoạt đúng cách, một số tế bào có thể được bật hoặc tắt trong khoảng thời gian cực ngắn, giúp giới nghiên cứu lần đầu tiên tiếp cận sâu hơn với mối quan hệ nhân quả giữa hoạt động thần kinh và trí nhớ, cảm xúc, hành vi.

Ba nhà khoa học đứng sau cuộc cách mạng “điều khiển não bằng ánh sáng”

Nobel Assembly tại Viện Karolinska, Thụy Điển, công bố giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026 dành cho Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel.

Karl Deisseroth là giáo sư tại Đại học Stanford, Mỹ. Peter Hegemann công tác tại Đại học Humboldt ở Berlin, Đức, còn Georg Nagel là giáo sư tại Đại học Würzburg, Đức.

Theo Nobel Prize, giải thưởng ghi nhận những khám phá đã đặt nền móng cho quang di truyền học – phương pháp cho phép kiểm soát hoạt động của các tế bào thần kinh bằng ánh sáng trong não sống.

Điểm đặc biệt của nghiên cứu nằm ở khả năng chuyển một phát hiện sinh học cơ bản thành công cụ có thể sử dụng để giải mã hoạt động của hệ thần kinh.

Peter Hegemann bắt đầu nghiên cứu cách một loại tảo đơn bào có tên Chlamydomonas phản ứng với ánh sáng. Cùng với Georg Nagel, ông phát hiện một loại protein nhạy sáng đặc biệt mang tên channelrhodopsin.

Khi được chiếu ánh sáng xanh, protein này có thể mở một kênh cho các ion đi qua màng tế bào, từ đó tạo ra thay đổi điện thế. Quan trọng hơn, khi đưa protein này vào các loại tế bào khác, những tế bào đó cũng trở nên nhạy với ánh sáng.

Karl Deisseroth sau đó đưa gene mã hóa channelrhodopsin vào tế bào thần kinh. Khi chiếu ánh sáng xanh vào các tế bào này, ông có thể kích hoạt tín hiệu thần kinh.

Năm 2005, Deisseroth công bố một nghiên cứu mang tính bước ngoặt và đến năm 2007, phương pháp này đã được áp dụng để điều khiển tế bào thần kinh trong não của chuột sống bằng ánh sáng. Từ đó, quang di truyền học trở thành một công cụ mạnh mẽ trong nghiên cứu thần kinh học hiện đại.

Vì sao “bật và tắt” tế bào thần kinh lại quan trọng?

Não người chứa một mạng lưới khổng lồ gồm các tế bào thần kinh kết nối với nhau theo những cấu trúc cực kỳ phức tạp.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng xác định vùng não nào liên quan đến trí nhớ, cảm xúc, giấc ngủ, vận động hoặc các hành vi khác.

Tuy nhiên, việc quan sát một vùng não hoạt động cùng lúc với một hành vi chưa đủ để chứng minh rằng vùng đó trực tiếp gây ra hành vi.

Đây chính là khác biệt giữa tương quan và quan hệ nhân quả.

Ví dụ, nếu một nhóm tế bào thần kinh hoạt động khi một con chuột hình thành ký ức về một địa điểm, nhà khoa học có thể nói rằng hoạt động của nhóm tế bào đó tương quan với quá trình ghi nhớ.

Nhưng câu hỏi quan trọng hơn là: Nếu chủ động bật nhóm tế bào này lên thì ký ức có xuất hiện hay không? Nếu tắt chúng đi thì hành vi liên quan đến ký ức có biến mất không?

Quang di truyền học giúp các nhà nghiên cứu tiến gần hơn đến câu trả lời.

Bằng cách đưa protein nhạy sáng vào đúng loại tế bào thần kinh cần nghiên cứu, sau đó sử dụng ánh sáng để kích hoạt hoặc ức chế chúng, nhà khoa học có thể kiểm tra trực tiếp vai trò của một mạch thần kinh cụ thể.

Nobel Prize đánh giá chính khả năng này đã mở ra một kỷ nguyên mới trong khoa học thần kinh, cho phép nghiên cứu cách các tế bào thần kinh tạo nên ký ức, cảm xúc và hành vi trong não sống.

Quang di truyền học hoạt động như thế nào?

Có thể hình dung nguyên lý của công nghệ này qua ba bước cơ bản.

Đầu tiên, các nhà khoa học sử dụng kỹ thuật di truyền để đưa gene mã hóa một protein nhạy sáng vào nhóm tế bào thần kinh mục tiêu.

Tiếp theo, protein này được biểu hiện trên tế bào, khiến những tế bào đó có khả năng phản ứng với ánh sáng.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu sử dụng nguồn sáng phù hợp để kích hoạt hoặc kiểm soát hoạt động điện của các tế bào đã được biến đổi.

Điểm quan trọng là phương pháp này có tính chọn lọc cao. Thay vì kích thích đồng thời hàng loạt tế bào như một số phương pháp kích thích điện truyền thống, quang di truyền học có thể nhắm vào những quần thể tế bào cụ thể và kiểm soát chúng với độ chính xác về thời gian rất cao.

Điều này cho phép nghiên cứu các mạch thần kinh liên quan đến vận động, trí nhớ, động lực, giấc ngủ, cảm xúc và nhiều hành vi khác.

Về bản chất, ánh sáng từ chỗ chỉ là công cụ quan sát đã trở thành phương tiện để “giao tiếp” với tế bào thần kinh.

Từ tảo đơn bào đến não động vật có vú

Một trong những điểm hấp dẫn nhất của câu chuyện Nobel năm nay là khoảng cách rất xa giữa phát hiện ban đầu và ứng dụng cuối cùng.

Hegemann nghiên cứu một sinh vật đơn bào có khả năng cảm nhận ánh sáng để định hướng chuyển động. Từ nghiên cứu về sinh vật nhỏ bé này, các nhà khoa học phát hiện ra channelrhodopsin.

Sau đó, Nagel và các cộng sự nghiên cứu đặc tính của protein và chứng minh rằng nó có thể khiến các tế bào khác trở nên nhạy sáng.

Deisseroth tiếp tục đưa công cụ này vào tế bào thần kinh.

Cuối cùng, protein có nguồn gốc từ tảo trở thành một “công tắc ánh sáng” cho tế bào thần kinh trong não động vật có vú.

Đây là ví dụ điển hình cho cách một nghiên cứu khoa học cơ bản, tưởng như rất xa ứng dụng y tế, có thể trở thành nền tảng của một lĩnh vực nghiên cứu hoàn toàn mới.

Vai trò của GFP từ sứa: một cột mốc khác của sinh học ánh sáng

Một phần nội dung thường được nhắc đến khi nói về lịch sử các công nghệ sinh học sử dụng ánh sáng là protein huỳnh quang xanh GFP.

Protein này được nhà khoa học Osamu Shimomura phát hiện trong sứa vào thế kỷ 20. Sau đó, GFP được phát triển thành công cụ giúp các nhà nghiên cứu quan sát những quá trình diễn ra bên trong tế bào.

Giải Nobel Hóa học năm 2008 đã ghi nhận những đóng góp quan trọng trong việc phát triển GFP thành công cụ nghiên cứu sinh học.

GFP giúp các nhà khoa học nhìn thấy những gì đang diễn ra trong tế bào, chẳng hạn vị trí của một số protein hoặc hoạt động của những quá trình sinh học nhất định.

Quang di truyền học lại đi thêm một bước: thay vì chỉ dùng ánh sáng để quan sát, các nhà khoa học sử dụng những protein nhạy sáng như channelrhodopsin để điều khiển hoạt động của tế bào thần kinh.

Do đó, hai hướng nghiên cứu này có mối liên hệ về mặt lịch sử và phương pháp, nhưng GFP và channelrhodopsin là những công cụ sinh học khác nhau, phục vụ những mục đích khác nhau.

Từ nghiên cứu trí nhớ đến Parkinson và các bệnh thần kinh

Ý nghĩa lớn nhất của quang di truyền học không chỉ nằm ở việc giải thích cách một bộ phận của não hoạt động.

Công nghệ này còn cho phép các nhà khoa học nghiên cứu những mạch thần kinh liên quan đến bệnh tật.

Theo Nobel Prize, optogenetics hiện được sử dụng để nghiên cứu các mạch thần kinh liên quan đến nhiều bệnh lý thần kinh và tâm thần. Những lĩnh vực được quan tâm bao gồm rối loạn vận động, động kinh, trầm cảm và các bệnh thoái hóa thần kinh.

Trong bệnh Parkinson, chẳng hạn, việc xác định chính xác các mạch thần kinh liên quan đến rối loạn vận động có thể giúp giới nghiên cứu hiểu sâu hơn về cách hoạt động bất thường của não dẫn tới triệu chứng bệnh.

Với chứng mất trí nhớ và các rối loạn liên quan đến nhận thức, việc điều khiển có chọn lọc những mạch thần kinh liên quan đến trí nhớ giúp các nhà khoa học khảo sát sâu hơn cơ chế hình thành, lưu trữ và truy xuất ký ức.

Điểm quan trọng là quang di truyền học không đồng nghĩa với việc đã có một phương pháp điều trị phổ biến cho bệnh Alzheimer hay Parkinson. Phần lớn ứng dụng hiện nay vẫn nằm trong nghiên cứu cơ bản và tiền lâm sàng, trong khi một số hướng điều trị đang được nghiên cứu.

Quang di truyền học có thể giúp phát triển thuốc mới

Một ứng dụng đáng chú ý khác là sử dụng công nghệ này để nghiên cứu thuốc.

Khi một loại thuốc thử nghiệm được đưa vào hệ thần kinh, các nhà nghiên cứu cần biết nó tác động lên tế bào hoặc mạch thần kinh nào và sự thay đổi hoạt động đó có thực sự liên quan đến hiệu quả điều trị hay không.

Quang di truyền học cung cấp một công cụ để kiểm tra những câu hỏi này.

Các nhà khoa học có thể kích hoạt hoặc ức chế một mạch thần kinh cụ thể, sau đó quan sát sự thay đổi về hành vi hoặc chức năng sinh lý. Khi kết hợp với thuốc, họ có thể tìm hiểu rõ hơn cơ chế tác động của hợp chất thử nghiệm.

Điều này có thể giúp xác định những mục tiêu điều trị mới và phân biệt giữa một sự thay đổi thần kinh chỉ mang tính tương quan với một thay đổi thực sự đóng vai trò trong triệu chứng bệnh.

Không chỉ điều khiển não, công nghệ còn hướng tới phục hồi thị lực

Quang di truyền học cũng đang được nghiên cứu cho các ứng dụng điều trị trực tiếp.

Một trong những hướng nổi bật là phục hồi một phần chức năng thị giác ở những người bị suy giảm thị lực.

Ý tưởng cơ bản là đưa các protein nhạy sáng vào những tế bào phù hợp, sau đó sử dụng ánh sáng để tạo ra tín hiệu mà hệ thần kinh có thể tiếp nhận.

Các nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm sàng trong lĩnh vực này đang được phát triển, nhưng cần phân biệt giữa công nghệ đang được nghiên cứu và một phương pháp điều trị đã trở thành tiêu chuẩn phổ biến.

Điều này cho thấy phạm vi của optogenetics đã vượt xa nghiên cứu cơ bản về não. Công nghệ đang trở thành cầu nối giữa di truyền học, quang học, sinh học tế bào, khoa học thần kinh và y học.

Vì sao Nobel 2026 được xem là dấu mốc của khoa học thần kinh?

Trong nhiều năm, nghiên cứu não bộ gặp một giới hạn căn bản: não quá phức tạp và các tế bào thần kinh hoạt động đồng thời trong những mạng lưới khổng lồ.

Các phương pháp truyền thống có thể ghi nhận hoạt động não, nhưng việc xác định chính xác tế bào nào gây ra một hành vi cụ thể vẫn rất khó.

Quang di truyền học làm thay đổi vấn đề đó.

Nó cung cấp một cách tiếp cận có thể tách riêng từng nhóm tế bào, kiểm soát chúng bằng ánh sáng và quan sát hậu quả.

Nói cách khác, các nhà khoa học có thể chuyển câu hỏi từ:

“Khu vực não này hoạt động khi hành vi xảy ra phải không?”

sang:

“Nếu chúng ta chủ động tác động vào chính những tế bào này, hành vi có thay đổi hay không?”

Sự chuyển đổi từ quan sát tương quan sang kiểm tra quan hệ nhân quả là một trong những đóng góp quan trọng nhất của công nghệ. Karolinska Institutet mô tả phương pháp này là nền tảng cho một kỷ nguyên mới trong khoa học thần kinh.

Từ một protein nhỏ đến bước tiến lớn trong y học

Câu chuyện của Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026 cũng cho thấy khoa học hiện đại ngày càng có tính liên ngành.

Một phát hiện về cách tảo đơn bào cảm nhận ánh sáng có thể dẫn tới một công cụ điều khiển tế bào thần kinh.

Một công cụ ban đầu phục vụ nghiên cứu cơ bản có thể được sử dụng để tìm hiểu trí nhớ, cảm xúc, vận động và bệnh lý thần kinh.

Và một công nghệ vốn được dùng chủ yếu trong phòng thí nghiệm có thể mở đường cho những hướng điều trị mới trong tương lai.

Ba nhà khoa học Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel vì thế không chỉ được vinh danh cho một phát hiện riêng lẻ. Giải thưởng ghi nhận cả một chuỗi nghiên cứu đã thay đổi cách giới khoa học tiếp cận bộ não – từ việc quan sát hoạt động thần kinh đến khả năng can thiệp có chọn lọc để kiểm tra chức năng của từng mạch thần kinh.

Quang di truyền học vẫn còn nhiều giới hạn và phần lớn ứng dụng y tế đang trong quá trình nghiên cứu. Nhưng với khả năng kiểm soát tế bào thần kinh bằng ánh sáng, công nghệ này đang giúp khoa học tiến gần hơn tới một trong những câu hỏi lớn nhất của con người: bộ não tạo ra ký ức, cảm xúc và hành vi bằng cách nào?

Nguồn tham khảo: Nobel Prize, Nobel Assembly tại Karolinska Institutet, Stanford University và các nguồn tin quốc tế về Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026.

Câu hỏi thường gặp về Nobel Y học 2026 và quang di truyền học

Ai đoạt Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 2026?

Ba nhà khoa học Karl Deisseroth, Peter Hegemann và Georg Nagel cùng nhận Nobel Sinh lý học hoặc Y học 2026 nhờ những khám phá về kênh ion được điều khiển bằng ánh sáng và quang di truyền học.

Quang di truyền học là gì?

Quang di truyền học, hay optogenetics, là phương pháp kết hợp kỹ thuật di truyền với ánh sáng để kiểm soát hoạt động của những tế bào cụ thể, đặc biệt là tế bào thần kinh. Protein nhạy sáng được đưa vào tế bào mục tiêu, sau đó ánh sáng được sử dụng để kích hoạt hoặc điều chỉnh hoạt động của chúng.

Có thể dùng ánh sáng để “bật tắt” toàn bộ não không?

Không. Điểm mạnh của quang di truyền học chính là khả năng nhắm tới những nhóm tế bào hoặc mạch thần kinh cụ thể. Mục tiêu của phương pháp là kiểm soát có chọn lọc, không phải bật hoặc tắt toàn bộ não.

Công nghệ này có thể chữa bệnh Parkinson và Alzheimer ngay lập tức không?

Chưa. Quang di truyền học hiện chủ yếu là công cụ nghiên cứu, trong khi một số ứng dụng điều trị đang được phát triển. Công nghệ giúp các nhà khoa học xác định mạch thần kinh liên quan đến bệnh và tìm kiếm mục tiêu điều trị mới, nhưng không đồng nghĩa với việc đã có liệu pháp phổ biến chữa khỏi Parkinson hoặc Alzheimer.

Channelrhodopsin có nguồn gốc từ đâu?

Channelrhodopsin là protein nhạy sáng được Hegemann và Nagel nghiên cứu từ tảo đơn bào Chlamydomonas. Protein này có khả năng mở kênh ion khi được chiếu sáng, từ đó tạo ra thay đổi điện trong tế bào.

GFP từ sứa có phải chính là protein được dùng trong quang di truyền học không?

Không. GFP là protein huỳnh quang xanh có nguồn gốc từ sứa, nổi tiếng với vai trò giúp các nhà khoa học quan sát những quá trình bên trong tế bào. Channelrhodopsin là protein nhạy sáng từ tảo và có vai trò trực tiếp trong optogenetics. Hai phát hiện đều góp phần thúc đẩy sinh học sử dụng ánh sáng nhưng có chức năng khác nhau.