The 2026 medicine laureates Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach
รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2026 มอบให้แก่สาขาออปโตเจเนติกส์ (Optogenetics) ซึ่งเป็นวิธีที่แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทมีบทบาทอย่างไรในการสร้างความทรงจำ ความรู้สึก และพฤติกรรมในสมองของสิ่งมีชีวิต
ปีเตอร์ เฮเกมันน์ และ
เกออร์ก นาเกล ค้นพบโปรตีนที่น่าทึ่งชื่อแชนเนลโรดอปซินในสาหร่ายเซลล์เดียว
คาร์ล ไดส์เซอรอธ ได้ดัดแปลงโปรตีนนี้ให้กลายเป็นสวิตช์ควบคุมด้วยแสงสำหรับเซลล์ประสาท ผู้ได้รับรางวัลทั้งสองได้วางรากฐานของยุคใหม่ในด้านประสาทวิทยาศาสตร์
กลไกที่สมองควบคุมความรู้สึก พฤติกรรม และการทำงานของร่างกายนั้นเป็นปริศนามานาน ในศตวรรษที่ 20 นักวิจัยเริ่มศึกษาว่าส่วนใดของสมองส่งผลต่อการทำงานใดบ้าง แต่เนื่องจากวิธีการที่ใช้ทำให้พวกเขาไม่สามารถพิสูจน์ความสัมพันธ์เชิงสาเหตุได้ ภาพที่พวกเขาสร้างขึ้นเกี่ยวกับสมองจึงเหมือนแผนที่ร่างที่เต็มไปด้วยเครื่องหมายคำถามและสิ่งที่ไม่รู้ แต่ตอนนี้ทุกอย่างกำลังเปลี่ยนแปลงไป
“ออปโตเจเนติกส์เปิดโอกาสให้เราสามารถสร้างแผนที่สมองในแบบที่เราเคยได้แต่ฝันถึง” เพอร์ สเวนนิงส์สัน ประธานคณะกรรมการรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์กล่าว
เรื่องราวทั้งหมดเริ่มต้นจากความอยากรู้อยากเห็นของปีเตอร์ เฮเกมันน์ เขาตั้งคำถามว่า สาหร่ายเซลล์เดียวชนิด Chlamydomonas สามารถว่ายน้ำเข้าหาแหล่งกำเนิดแสงได้อย่างไร ในช่วงต้นทศวรรษ 2000 เขาและจอร์จ นาเกล ค้นพบแชนเนลโรดอปซิน (Channelrhodopsin) โปรตีนในสาหร่ายที่มีคุณสมบัติพิเศษ ซึ่งพบอยู่บนพื้นผิวของเซลล์ เป็น Light-gated ion channel เมื่อได้รับ "แสงสีฟ้า" โปรตีนจะเปลี่ยนรูปร่างและเปิดช่องให้ไอออนบวกที่มีประจุไหลเข้าสู่เซลล์ทันที ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในระดับเซลล์ โดยที่ไม่ต้องผ่านกลไกซับซ้อนอื่นเลย
พวกเขาพบว่า ไม่ว่าจะใส่โปรตีนนี้ลงในเซลล์ใด เซลล์เหล่านั้นก็จะไวต่อแสง
สาหร่าย Chlamydomonas รับรู้แสงโดยใช้จุดรับแสง (บน) และ ยีนของ Chlamydomonas ในไข่กบ (ล่าง) (ภาพจาก nobelprize.org)
คาร์ล ไดส์เซอรอธ Karl Deisseroth เป็นผู้เปลี่ยนโมเลกุลสาหร่ายให้กลายเป็น "เครื่องมือควบคุมสมอง" กล่าวคือเมื่อทราบแล้วว่า โปรตีนเปลี่ยนแสงเป็นกระแสไฟฟ้าได้ คำถามถัดมาคือ จะเอามาใช้กับเซลล์ประสาทในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้อย่างไร? เขาได้นำยีนที่สร้างโปรตีน Channelrhodopsin-2 ใส่เข้าไปในเซลล์ประสาทของหนูผ่านไวรัสพาหะ (Viral vector) แล้วฉายแสงสีฟ้าใส่เซลล์เหล่านั้น เซลล์ประสาทจะยิงกระแสไฟฟ้า (Action potential) ทันทีตามจังหวะแสง เขาสามารถใช้แสงควบคุมกระแสไฟฟ้าในเซลล์ประสาทสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้จริงในระดับมิลลิวินาที
การค้นพบนี้ เกิดจากการทดลองวิจัยหลักสำคัญสองชิ้นของเขากับทีมงาน ในปี 2005 และ 2007 ดังนี้
1. ผลงานวิจัยปี 2005 ชื่อ
Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity ตีพิมพ์ใน: Nature Neuroscience (กันยายน 2005) เขากับทีมงาน (รวมถึง Ed Boyden) พิสูจน์ว่าเมื่อนำยีน Channelrhodopsin-2 (ChR2) จากสาหร่าย ใส่เข้าไปในเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัส (Hippocampal neurons) ของหนูที่เพาะเลี้ยงไว้ในจานทดลอง เมื่อยิงแสงสีฟ้าส่องลงไป โปรตีน ChR2 จะเปิดให้ไอออนบวกไหลเข้าสู่เซลล์ จนเกิด Action Potential (สัญญาณไฟฟ้าประสาท) ได้แบบ Real-time และหยุดลงทันทีเมื่อปิดแสง
2. ผลงานวิจัยปี 2007 การประยุกต์ใช้ในสมองสัตว์ทดลองที่มีชีวิต (In Vivo) การควบคุมเซลล์ประสาทในจานทดลองปี 2005 ถูกนำมาต่อยอดสู่ "สมองหนูตัวเป็นๆ ที่กำลังเคลื่อนไหว" โดยสร้างเทคโนโลยี Optical Neural Interface (นำสายไฟเบอร์ออปติกจิ๋วฝังลงในสมอง) เพื่อแสดงให้เห็นว่าแสงสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมสัตว์ได้
ในปี 2007 Deisseroth และทีมงานได้ตีพิมพ์ผลงานสำคัญที่ขยายผล Optogenetics สู่สัตว์ทดลองหลากหลายแง่มุม
2.1 การพัฒนาระบบสายใยนำแสงในสมองหนู (In vivo Optical Interface) ชื่อบทความ:
An optical neural interface: in vivo control of rodent motor cortex with integrated fiberoptic and optogenetic technology ตีพิมพ์ใน: Journal of Neural Engineering (2007) สาระสำคัญ: ออกแบบการเชื่อมต่อระหว่างไฟเบอร์ออปติกจิ๋วกับสมองส่วนมอเตอร์ (Motor Cortex) ของหนูที่มีชีวิต เพื่อส่งแสงสีฟ้าเข้าไปกระตุ้นการทำงานของสมองได้โดยตรง
2.2) การควบคุมวงจรการตื่น-การนอนด้วยแสง (Hypocretin Neurons) ชื่อบทความ:
Neural substrates of awakening probed with optogenetic control of hypocretin neurons ตีพิมพ์ใน: Nature (พฤศจิกายน 2007) สาระสำคัญ: นำ ChR2 ไปใส่ไว้ในกลุ่มเซลล์ประสาท Hypocretin/Orexin ในสมองส่วนไฮโปทาลามัสของหนูขณะกำลังนอนหลับ เมื่อเปิดแสงกระตุ้นผ่านไฟเบอร์ออปติก หนูจะตื่นขึ้นมาทันที เป็นการพิสูจน์ครั้งแรกว่าเซลล์ประสาทเฉพาะกลุ่มนี้ทำหน้าที่เปิดสวิตช์การตื่นของร่างกายลิงก์ข้อมูลวิจัย:PubMed Entry (PMID: 17943086)DOI Link (Nature)
2.3) การใช้แสงยับยั้งการทำงานของเซลล์ประสาท (Halorhodopsin / Yellow light) ชื่อบทความ:
Multimodal fast optical interrogation of neural circuitry ตีพิมพ์ใน: Nature (เมษายน 2007) สาระสำคัญ: นอกจากแสงสีฟ้าที่ใช้ "เปิด/กระตุ้น" แล้ว ทีมงานได้นำโปรตีน Halorhodopsin (NpHR) ซึ่งตอบสนองต่อ "แสงสีเหลือง" มาใช้เพื่อ "ปิด/ยับยั้ง" การส่งกระแสไฟฟ้าของเซลล์ประสาท ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมทั้งการ เปิด และ ปิด เซลล์ประสาทได้อย่างสมบูรณ์แบบ
สรุปภาพรวมความสำคัญ
งานของทั้ง 3 ท่านเรียงร้อยเชื่อมโยงต่อกันอย่างลงตัว ตั้งแต่การค้นพบโมเลกุลในธรรมชาติตามธรรมชาติ ไปจนถึงการประยุกต์ใช้ในสมองของสัตว์ทดลอง การดึงเอากลไกอันชาญฉลาดจาก สาหร่าย (Hegemann & Nagel) มาบวกเข้ากับ เทคโนโลยีพันธุศาสตร์และเส้นใยนำแสง (Deisseroth) เกิดเป็นวิชา Optogenetics ทำให้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกสามารถ "เลือกเปิด-ปิด" เซลล์ประสาทเฉพาะกลุ่มในสมองขณะสัตว์มีชีวิตอยู่ได้แบบ Real-time ซึ่งช่วยปลดล็อกความเข้าใจในโรคทางจิตเวช เช่น โรคซึมเศร้า โรคติดยา ชัก รวมถึงพาร์กินสันได้อย่างที่ไม่เคยทำได้มาก่อน
ปัจจุบัน ออปโตเจเนติกส์ และกำลังได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วไปทั่วโลก นักวิจัยสามารถเปิดเผยวงจรประสาทที่ควบคุมความทรงจำ ความรู้สึก และพฤติกรรมเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางระบบประสาทและจิตเวชได้ ในทางการแพทย์ นักวิจัยกำลังใช้วิธีนี้ในการพยายามฟื้นฟูการมองเห็นในผู้ที่มีความบกพร่องทางการมองเห็น
เทคนิคออปโตเจเนติกส์ได้เปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสมองไปอย่างสิ้นเชิง ทุกวันมีการค้นพบใหม่ๆ ที่ช่วยไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษยชาติอย่างหนึ่ง นั่นคือ สมองอันน่าทึ่งของเราทำงานอย่างไร
Nobel Prize 2026 Press Release
Deisseroth นำยีนที่เข้ารหัส channelrhodopsin-2 เข้าสู่เซลล์ประสาท (บน) กระตุ้นเซลล์ประสาทในสมองของหนูทดลองที่มีชีวิตได้สำเร็จ (กลาง) และ การควบคุมศักยภาพการทำงานของเซลล์ประสาทด้วยแสง (ล่าง) (ภาพจาก nobelprize.org)
ชีวประวัติของทั้ง 3 ท่าน
ปีเตอร์ เฮเกมันน์ Peter Hegemann เกิดปี 1954 สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกในปี 1984 จากสถาบันแม็กซ์-พลังค์เพื่อชีวเคมี มาร์ตินส์รีด ประเทศเยอรมนี ปัจจุบันดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์อาวุโสสาขาประสาทวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮุมโบลต์แห่งเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี การค้นพบที่ได้รับรางวัลนี้เกิดขึ้นที่สถาบันแม็กซ์-พลังค์เพื่อชีวเคมี มาร์ตินส์รีด ประเทศเยอรมนี
เกออร์ก นาเกล Georg Nagel เกิดปี 1953 สำเร็จการศึกษาระดับปริญญาเอกในปี 1988 จากมหาวิทยาลัยแฟรงก์เฟิร์ต ประเทศเยอรมนี ปัจจุบันดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาพืชระดับโมเลกุล ประจำภาควิชาสรีรวิทยาพืชระดับโมเลกุลและชีวฟิสิกส์ – พฤกษศาสตร์ 1 มหาวิทยาลัยเวือร์ซบูร์ก ประเทศเยอรมนี ผลงานที่ได้รับรางวัลนี้มาจากการค้นพบที่สถาบันชีวฟิสิกส์แม็กซ์พลังค์ เมืองแฟรงก์เฟิร์ต ประเทศเยอรมนี
คาร์ล ไดส์เซอรอธ Karl Deisseroth เกิดปี 1971 สำเร็จการศึกษาปริญญาเอกในปี 1998 และปริญญาแพทยศาสตรบัณฑิตในปี 2000 จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ ดี.เอช. เฉิน ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพ และด้านจิตเวชศาสตร์และพฤติกรรมศาสตร์ ที่สถาบันการแพทย์โฮเวิร์ด ฮิวส์ และมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด สหรัฐอเมริกา
อธิบายโดยนักวิทยาศาสตร์ชั้นนำของไทย
ดร.อนันต์ จงแก้ววัฒนา นักไวรัสวิทยา ไบโอเทค สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) อธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ ผ่านเพจของท่าน
Anan Jongkaewwattana (5 ตุลาคม 2569) ช่วยให้เข้าใจความสำคัญของเทคโนโลยีออปโตเจเนติกส์ ได้มากขึ้นดังนี้
Light-gated ion channels and optogenetics
รางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ประจำปี 2026 ให้แก่ คาร์ล ไดเซอรอธ (Karl Deisseroth), เพเทอร์ เฮเกมันน์ (Peter Hegemann) และ เกออร์ก นาเกิล (Georg Nagel) จากผลงานการค้นพบ ช่องไอออนที่ควบคุมด้วยแสงและเทคโนโลยีออปโตเจเนติกส์ (light-gated ion channels and optogenetics)
เทคโนโลยีนี้คือการปฏิวัติวงการประสาทวิทยาศาสตร์ โดยเป็นการผสานระหว่าง "พันธุศาสตร์" และ "แสง" เข้าด้วยกัน เพื่อใช้ในการควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาทหรือเซลล์ที่มีการส่งกระแสไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำในระดับเสี้ยววินาที จากเดิมที่นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้การกระตุ้นด้วยขั้วไฟฟ้าซึ่งส่งผลกระทบเป็นวงกว้าง หรือการใช้สารเคมีที่ออกฤทธิ์ช้าและหยุดยั้งได้ยาก ออปโตเจเนติกส์ช่วยให้นักวิจัยสามารถฉายแสงเพื่อ "เปิด" หรือ "ปิด" การทำงานของเซลล์ประสาทเฉพาะกลุ่มที่ต้องการได้เหมือนการกดสวิตช์ไฟ ทำให้เราเข้าใจการทำงานของวงจรสมอง อารมณ์ พฤติกรรม ตลอดจนกลไกของโรคทางระบบประสาทอย่างโรคพาร์กินสันหรือภาวะซึมเศร้าได้อย่างลึกซึ้งอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นจากผลงานที่ส่งต่อกันอย่างลงตัวของนักวิทยาศาสตร์ทั้งสามท่าน
เพเทอร์ เฮเกมันน์ นักชีวฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ถือเป็นผู้บุกเบิกรากฐานสำคัญจากการศึกษาพฤติกรรมของสาหร่ายเซลล์เดียวสีเขียวชื่อ Chlamydomonas reinhardtii ซึ่งสามารถว่ายน้ำหาแสงสว่างได้ เขาเป็นผู้ตั้งข้อสังเกตและพยายามค้นหาโปรตีนรับแสงที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณไฟฟ้าในสาหร่ายเหล่านั้น จนกระทั่งพบว่ามีโปรตีนชนิดพิเศษที่ตอบสนองต่อแสงโดยตรง
ต่อมา เกออร์ก นาเกิล ได้ร่วมงานอย่างใกล้ชิดกับเฮเกมันน์และเป็นผู้สร้างจุดเปลี่ยนสำคัญในการพิสูจน์กลไกนี้ โดยนาเกิลเป็นผู้นำยีนของโปรตีนดังกล่าว ซึ่งภายหลังตั้งชื่อว่า Channelrhodopsin (โดยเฉพาะ ChR1 และ ChR2) ไปตัดต่อและแสดงออกในเซลล์สัตว์ทดลองได้สำเร็จ การทดลองของเขาพิสูจน์ให้เห็นอย่างชัดเจนว่า โปรตีนตัวนี้เป็น "ช่องไอออนที่เปิด-ปิดด้วยแสง" เพียงชิ้นเดียวที่สมบูรณ์ในตัวเอง เมื่อได้รับแสงสีฟ้า ช่องนี้จะเปิดออก ยอมให้ไอออนบวกไหลผ่านเข้าไปในเซลล์และเหนี่ยวนำให้เกิดสัญญาณไฟฟ้าได้ทันทีโดยไม่ต้องพึ่งพาระบบส่งสัญญาณเคมีอื่นที่ซับซ้อน
จากนั้น คาร์ล ไดเซอรอธ จิตแพทย์และนักประสาทวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน พร้อมด้วยทีมวิจัยของเขาที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ได้นำองค์ความรู้ของเฮเกมันน์และนาเกิลมาต่อยอดสู่ระบบประสาท โดยเขาใช้ไวรัสพาหะตัดต่อใส่ยีน Channelrhodopsin-2 เข้าไปในเซลล์ประสาทของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และพัฒนาเทคนิคการส่งผ่านแสงด้วยสายเคเบิลใยแก้วนำแสง ทำให้สามารถควบคุมการยิงสัญญาณของเซลล์ประสาทเฉพาะกลุ่มในสมองของสัตว์ทดลองที่มีชีวิตได้จริงแบบเรียลไทม์ ไดเซอรอธยังเป็นผู้บัญญัติคำว่า "Optogenetics" และเป็นหัวหอกสำคัญในการพัฒนาเครื่องมือนี้ให้แพร่หลายไปสู่วงการวิทยาศาสตร์ทั่วโลก
Back to top
ข้อมูลนี้มีประโยชน์กับคุณอย่างไร? ร่วมแสดงความรู้สึกได้นะครับ
บทความนี้มีประโยชน์กับคุณอย่างไร? ร่วมให้คะแนนได้ที่นี่
★★★★★
คลิกที่ดาวเพื่อลงคะแนน
คะแนนเฉลี่ย: ⭐ 5 / 5 (จากผู้โหวต 1 คน)
ข้อมูลสุขภาพไทย
