GS David Julius GS Ardem Patapoutian
Khả năng cảm nhận nóng, lạnh và xúc giác của chúng ta đều rất cần thiết cho sự sống và là nền tảng cho sự tương tác của con người với thế giới xung quanh. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta coi những cảm giác này là đương nhiên, nhưng làm thế nào để các xung thần kinh có thể cảm nhận được nhiệt độ và áp suất? 2 nhà khoa học đoạt Giải Nobel Y Sinh năm nay đã giúp chúng ta giải đáp câu hỏi này.
GS David Julius đã sử dụng capsaicin (một hợp chất cay từ ớt gây ra cảm giác nóng) để xác định cảm biến trong các đầu dây thần kinh của da phản ứng với nhiệt. Trong khi đó, GS Ardem Patapoutian đã sử dụng các tế bào nhạy cảm với áp suất để khám phá ra một loại cảm biến mới phản ứng với các kích thích cơ học trong da và các cơ quan nội tạng. Những phát hiện đột phá này khởi nguồn cho nhiều nghiên cứu chuyên sâu, từ đó cung cấp cho chúng ta kiến thức về cách hệ thần kinh cảm nhận các kích thích nóng, lạnh và cơ học.
Một trong những bí ẩn lớn của nhân loại là làm thế nào để chúng ta cảm nhận được môi trường sống xung quanh. Chẳng hạn, cách mắt phát hiện ánh sáng, cách sóng âm ảnh hưởng đến tai trong và cách các hợp chất hóa học khác nhau tương tác với các thụ thể trong mũi và miệng tạo ra mùi và vị. “Hãy tưởng tượng bạn đang đi chân trần trên bãi cỏ vào một ngày hè nóng nực. Bạn có thể cảm nhận được sức nóng của mặt trời, sự vuốt ve của gió và những ngọn cỏ bên dưới chân” - Ủy ban giải thưởng Nobel viết. Những ấn tượng về nhiệt độ, xúc giác và chuyển động này rất cần thiết cho sự thích nghi của chúng ta với môi trường sống luôn thay đổi xung quanh.
Vào thế kỷ XVII, triết gia người Pháp René Descartes đã hình dung ra những sợi chỉ kết nối các bộ phận khác nhau của da với não. Bằng cách này, khi bàn chân chạm vào ngọn lửa, sẽ có một tín hiệu cơ học được gửi đến não. Các khám phá sau đó đã tiết lộ sự tồn tại của các tế bào thần kinh cảm giác chuyên biệt ghi lại những thay đổi trong môi trường sống của chúng ta.
Năm 1944, hai nhà khoa học Joseph Erlanger và Herbert Gasser đã giành giải Nobel Y Sinh với những khám về các loại sợi thần kinh cảm giác khác nhau sẽ phản ứng với các kích thích khác nhau. Song vẫn còn một câu hỏi cơ bản chưa được giải đáp, đó là "nhiệt độ và kích thích cơ học được chuyển thành xung điện trong hệ thần kinh như thế nào?".
Cuối những năm 1990, GS David Julius đã nhìn thấy khả năng đạt được những tiến bộ lớn bằng cách phân tích cách hợp chất hóa học capsaicin gây ra cảm giác nóng, rát. Julius và các đồng nghiệp sau đó đã tạo ra một thư viện gồm hàng triệu đoạn DNA tương ứng với các gen được biểu hiện trong các tế bào thần kinh cảm giác có thể phản ứng với đau, nóng và tiếp xúc. Sau một thời gian nghiên cứu, họ đã xác định được một gen có thể cảm nhận capsaicin. Trong khi đó, GS Patapoutian và các cộng sự lại tập trung xác định và mô tả các kênh ion và cảm biến khác giúp chuyển hóa kích thích cơ học sang tín hiệu hóa học của cơ thể.
Những kết quả nghiên cứu mang tính đột phá của 2 nhà khoa học đoạt giải Nobel Y Sinh năm nay đã làm rõ cách thức hoạt động của xung thần kinh cảm nhận nóng, lạnh và tác động cơ học, từ đó giúp chúng ta nhận thức và thích ứng với thế giới xung quanh. Các nghiên cứu chuyên sâu bắt nguồn từ những khám phá được trao Giải Nobel năm nay đã làm sáng tỏ chức năng của hệ thần kinh trong nhiều quá trình sinh lý khác nhau, giúp phát triển các phương pháp điều trị bệnh, bao gồm cả đau mãn tính và cấp tính.
Bắc Lê (theo The Nobel Prize)