Karl Deisseroth, psihiatrul care controlează neuronii cu lumină și a primit Nobelul

Karl Deisseroth

Photo: Christopher Michel / CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Născut	18 noiembrie 1971 Boston, Massachusetts, United States
Ocupație	Psihiatru și neurobiolog
Premii	Premiul Albany Medical Center · Premiul Dickson în Medicină · Premiul Massry

Majoritatea laureaților în medicină încetaseră de mult să mai trateze pacienți când a sunat telefonul de la Stockholm. Karl Deisseroth, nu. Cercetătorul de la Stanford care a oferit neuroștiinței o metodă de a activa și dezactiva celule cerebrale alese, cu o simplă rafală de lumină albastră, continuă să stea față în față cu oameni care suferă de tulburări psihiatrice grave și să-i asculte cum încearcă să descrie stări greu de pus în cuvinte. Spune că discuțiile cu ei influențează direct următoarele teste din laboratorul său. Premiul Nobel pe care îl împarte acum recompensează instrumentul. Însă clinica este locul de unde vin, în continuare, întrebările la care acesta a fost creat să răspundă.

Metoda se numește optogenetică, denumire inventată chiar de el. La baza ei stă channelrhodopsin, o proteină dintr-o algă verde unicelulară, care deschide un por atunci când este atinsă de lumină. Dacă gena care codifică această proteină este introdusă într-un grup ales de neuroni, celulele respective se activează la comandă, cu o precizie de ordinul milisecundelor, în timp ce neuronii din jur rămân inactivi. Pentru un domeniu care, vreme de generații, asociase regiunile cerebrale cu comportamentul observând ce funcții se pierd în urma leziunilor, această metodă a însemnat că cercetătorii puteau, în sfârșit, să pună o întrebare despre cauză și efect: dacă activezi acest circuit, cum se comportă animalul? „Nu folosim lumina pentru a colecta informații, ci pentru a face lucrurile să se întâmple”, i-a spus el publicației STAT în dimineața anunțului.

Deisseroth s-a născut la Boston, pe 18 noiembrie 1971, fiul oncologului Albert Deisseroth, și a absolvit St. John’s School din Houston în 1988. A studiat științe biochimice la Harvard, unde a terminat în 1992, apoi s-a mutat în vest, la Stanford. Acolo a obținut un doctorat în neuroștiințe în 1998, în laboratorul lui Richard Tsien, și o diplomă în medicină în 2000. După cum a povestit, psihiatria nici măcar nu făcea parte din planurile sale când a început studiile de medicină. Rezidențiatul i-a schimbat perspectiva. În secții a întâlnit afecțiuni pe care profesia sa le putea descrie în detaliu, dar le putea explica doar vag, iar distanța dintre cele două a devenit direcția cercetărilor sale.

Și-a deschis propriul laborator la Stanford în 2004. În iulie același an, a consemnat în caietul său prima activitate declanșată de lumină în neuroni care conțineau channelrhodopsin, proteina caracterizată în alge de Peter Hegemann și Georg Nagel. Studiul a apărut în Nature Neuroscience în 2005, cu Ed Boyden ca prim autor și cu Feng Zhang, Ernst Bamberg și Nagel printre coautori. Tot în acel an, National Institutes of Health i-a acordat Director’s Pioneer Award. În 2006 a dat numele domeniului, iar în 2007 comutatorul funcționa deja în creierul unor șoareci vii. În 2010, revista Nature Methods a desemnat optogenetica „Metoda anului”. Din 2009 este cercetător al Howard Hughes Medical Institute.

Din același laborator a venit și o a doua invenție. În 2013, Deisseroth a fost autor principal al studiului care descria CLARITY, dezvoltat împreună cu cercetătorul său postdoctoral Kwanghun Chung și cu neurocercetătoarea Viviana Gradinaru: o metodă de a transforma un creier intact într-un hidrogel transparent, prin care pot trece lumina și sondele moleculare. Variante ulterioare ale acestei metode de prelucrare a hidrogelului și țesutului, precum STARmap, permit măsurarea activității genelor în fiecare celulă, în trei dimensiuni, fără a secționa țesutul. În paralel cu aceste două direcții de cercetare, echipa sa și cea a lui Hegemann au determinat structuri de înaltă rezoluție ale channelrhodopsinelor, explicând felul în care porul selectează ionii și culorile luminii.

Premiul, anunțat pe 5 octombrie 2026 de Adunarea Nobel de la Institutul Karolinska, a fost împărțit între Deisseroth, Hegemann și Nagel, „pentru descoperirile lor privind canalele ionice activate de lumină și optogenetica”. Regulamentul limitează un Nobel la trei nume, iar această limită a lăsat oameni pe dinafară. După anunț, comentatorii de pe rețelele sociale au contestat cel mai vehement excluderea lui Boyden, aflat acum la MIT; acesta nu a răspuns solicitărilor de a comenta. În materialul său de prezentare, comitetul îi menționează și pe alți pionieri, printre care Gero Miesenböck, care a reușit primul să facă neuronii obișnuiți sensibili la lumină, în 2002, și Zhuo-Hua Pan, care a testat channelrhodopsin în celulele retiniene. Deisseroth a abordat mai deschis decât majoritatea chestiunea priorității: a publicat paginile din caietul său din iulie 2004 și menționează în mod regulat laboratoarele — printre ele, cele ale lui Stefan Herlitze, Alexander Gottschalk, Hiromu Yawo și Pan — care au obținut rezultate similare în anul următor. Există și o a doua nuanță, adesea trecută cu vederea în timpul celebrărilor. În ciuda potențialului său în laborator, prezentarea comitetului Nobel indică o singură direcție de utilizare clinică: încercările de a reda vederea persoanelor cu deficiențe vizuale. Rezultatul psihiatric la care ar putea spera pacienții săi rămâne deocamdată un program de cercetare.

Deisseroth a încercat, de asemenea, să explice ce înseamnă aceste circuite pentru oamenii pe care îi tratează. Projections, publicată de Random House în 2021, alternează între întâlniri cu pacienții și descrierea circuitelor neuronale din spatele emoțiilor și susține că stările psihice se află pe un spectru cu rădăcini în istoria evoluției. Titlul se joacă cu ambele sensuri ale cuvântului: mecanismul de apărare recunoscut de psihiatri și fibrele lungi pe care un neuron le trimite către o țintă îndepărtată.

Telefonul cu vestea Nobelului l-a trezit după miezul nopții, în California. Lucrase până târziu la un studiu și tocmai se întinsese în pat; el a fost primul dintre cei trei laureați contactați de comitet. În interviul înregistrat în acea noapte, cu restul familiei dormind, a povestit despre o direcție recentă de cercetare în care echipa sa controla ritmul cardiac al șoarecilor cu ajutorul luminii, pentru a urmări cum modifică bătăile inimii stările cerebrale și comportamentul — o comunicare de la corp la creier, cu precizia unui comutator. Avea 55 de ani când a fost anunțat premiul. Și-a descris colegii laureați drept colaboratori frecvenți și prieteni, alături de care împărțise, de-a lungul multor ani, articole științifice, conferințe și beri.

Nobelul încununează o serie de distincții care includea deja Lasker Basic Medical Research Award, în 2021, împărțit cu Hegemann și Dieter Oesterhelt; Kyoto Prize, în 2018, devenind cel mai tânăr laureat al acesteia; Canada Gairdner International Award, în același an; Harvey Prize, primit împreună cu Hegemann în 2016; Breakthrough Prize in Life Sciences; și Brain Prize, în 2013, împărțit cu alți cinci cercetători din domeniul optogeneticii, printre care și Boyden. Este membru al academiilor naționale de științe, inginerie și medicină din Statele Unite.

Este căsătorit cu Michelle Monje, neurocercetătoare la Stanford, cu care are patru copii; mai are un fiu dintr-o relație anterioară. Deține catedra D.H. Chen de bioinginerie la Stanford, pe lângă catedra de psihiatrie și științe comportamentale, și lucrează ca medic curant la spitalul universității.

Ceremonia de la Stockholm este programată pentru 10 decembrie. După aceea, spune el, rutina va rămâne aceeași: nopți târzii lucrând la articole, laboratorul și pacienții ale căror descrieri ale propriilor trăiri continuă să fie cele mai dificile date pe care le are la dispoziție.

Etichete: Georg Nagel, Karl Deisseroth, optogenetică, Peter Hegemann, Stanford University, Ed Boyden