Keskushermoston vaurioituminen joko onnettomuudessa tai sairauden seurauksena voi johtaa pysyvään halvaantumiseen. Tutkijat ovat nyt kehittäneet menetelmän, joka – ainakin hiirellä – palauttaa lihaksen toimintakyvyn. Oleellisena elementtinä on valo.

Jo Luigi Galvanin 1700-luvulla tekemistä uraauurtavista kokeista lähtien on tiedetty, että sähköllä voidaan vaikuttaa lihasten toimintaan. Se on luonnollista, sillä hermoimpulssit ovat sähköisiä. Keinotekoisten impulssien synnyttäminen sähkön avulla ei kuitenkaan ole kovin toimiva keino lihasten toimintakyvyn palauttamisessa, sillä ne saavat lihakset supistumaan liian voimakkaasti ja saattavat aiheuttaa kipua, jos tuntohermot ovat vielä toiminnassa.

Sähköä "lempeämpi" impulssien aiheuttaja on valo. Science-tiedelehdessä 4. huhtikuuta julkaistussa brittitutkimuksessa kantasoluihin siirrettiin levästä geenejä, jotka saivat solut tuottamaan valoherkkää proteiinia ChR2 (channelrhodopsin-2). Sen jälkeen soluihin lisättiin viestimolekyylejä, jotka saivat ne kehittymään hermosoluiksi. Tuloksena oli valoherkkiä hermosoluja.

Solut siirrettiin hiiren lonkkahermoon, joka kuljettaa hermosignaaleja selkäytimestä takajalkojen lihaksiin. Kun siirre muutaman viikon kuluttua oli kytkeytynyt hermoon, siihen johdettiin valokuidulla sinistä, aallonpituudeltaan 470 nanometrin valoa. Lyhyillä valopulsseilla halvaantunut lihas saatiin aktivoitumaan ja jalka liikkumaan.

Tehdyistä kokeista on pitkä matka halvaantuneiden potilaiden toimintakyvyn palauttamiseen, mutta tulokset ovat merkittävä askel optogenetiikan alalla. Siitä toivotaan parannuskeinoa moniin keskushermoston vaurioihin ja sairauksiin. Tutkijaryhmän seuraavana tavoitteena on kehittää menetelmää siten, että sen avulla saadaan palautettua hengityksessä tarvittava lihastoiminta. Koe-eläiminä hiiristä siirrytään sikoihin.

Englanninkielinen video menetelmän toimintaperiaatteesta löytyy täältä.