یہ دریافت صرف دماغ کو سمجھنے تک محدود نہیں۔ اس سے مرگی، دائمی درد، اعصابی بیماریوں اور بینائی کی بعض خرابیوں کے بارے میں نئی تحقیق کے امکانات بھی پیدا ہوئے ہیں۔

https://mrpo.pk/nobel-prize-winning-optogenetics/

روشنی اور دماغ پر تحقیق پر امریکی، جرمن سائنس دان نوبیل طب انعام کے حقدار قرار

اس اہم دریافت کا آغاز 1990 کی دہائی کے اوائل میں ہوا، جب ہیگیمَن نے یہ تحقیق شروع کی کہ طحالب کی ایک قسم کلیمیڈوموناس روشنی پر نصف ملی سیکنڈ میں کس طرح ردعمل ظاہر کرتی ہے۔ انہوں نے مفروضہ پیش کیا کہ ایک ہی پروٹین روشنی کو محسوس کرنے کے ساتھ ساتھ آئن چینل کا کردار بھی ادا کرتا ہے۔

ناگل نے مینڈک کے انڈوں میں کلیمیڈوموناس کے جین داخل کرکے اس مفروضے کو جانچا اور چینل روڈوپسِن-2 دریافت کیا، جو روشنی سے حساس آئن چینل ہے۔

2003 میں ناگل اور ہیگیمَن نے اپنی تحقیق شائع کی، جس میں بتایا گیا کہ اس پروٹین کو انسانی اور ہیمسٹر کے خلیوں میں داخل کرکے روشنی کے ذریعے برقی تحریک پیدا کی جاسکتی ہے۔ دو سال بعد اسٹینفورڈ یونیورسٹی میں ڈائسرَوتھ نے چوہوں کے عصبی خلیوں میں اس تکنیک کا عملی مظاہرہ کیا، جبکہ 2006 میں اس طریقے کو ’’آپٹو جینیٹکس‘‘ کا نام دیا گیا۔

https://urdu.brecorder.com/news/40292161

نوبیل انعام اور ایک غیر معمولی سائنسی دریافت

آپٹوجینیٹکس کے نام سے معروف اس سائنسی میدان کو جسمانیات یا طب کے  2026 کے نوبیل انعام سے تسلیم کیا گیا۔ اس انعام کا اعلان  5 اکتوبر 2026 کو کیا گیا، اور اسے امریکہ کے کارل ڈیسروتھ اور جرمنی کے پیٹر ہیگمن اور گیورگ ناگل کو روشنی سے فعال ہونے والے آئن راستوں اور آپٹوجینیٹکس سے متعلق دریافتوں پر دیا گیا۔

ان سائنس دانوں کی دریافتوں نے محققین کو یہ سمجھنے کا ایک نیا طریقہ فراہم کیا کہ دماغ کے انفرادی عصبی خلیات کیسے کام کرتے ہیں اور وہ حرکت، یادداشت، احساسات اور رویّوں سے متعلق پیچیدہ نظاموں میں کس طرح حصہ لیتے ہیں۔

ان تینوں انعام یافتگان کے لیے مجموعی انعامی رقم  12 ملین سویڈش کرونا مقرر کی گئی، جس کے ساتھ نوبیل تمغے اور اسناد بھی دی جاتی ہیں۔

لیکن روشنی ایک زندہ دماغ کے خلیات پر کیسے اثر انداز ہوتی ہے؟ اس دریافت کی ابتدا ایک نہایت چھوٹے سبز کائی نما جاندار سے کیوں ہوئی؟ کیا مستقبل میں اس ٹیکنالوجی سے بینائی کی بعض خرابیوں یا اعصابی بیماریوں کے علاج میں مدد مل سکتی ہے؟ اور کیا یہ طریقہ ہسپتالوں میں عام علاج کا حصہ بن چکا ہے؟

آئیے اس سائنس کو سادہ زبان میں سمجھتے ہیں، اور ساتھ ہی یہ فرق بھی واضح کرتے ہیں کہ کیا کچھ ثابت ہو چکا ہے اور کیا ابھی تحقیق کے مرحلے میں ہے۔

آپٹوجینیٹکس کیا ہے؟

آپٹوجینیٹکس دو سائنسی شعبوں کا امتزاج ہے:

• جینیات: جینز اور ان میں موجود حیاتیاتی ہدایات کا مطالعہ۔

• بصریات: روشنی اور اس کے خواص کا مطالعہ۔

اس ٹیکنالوجی کو سمجھنے کے لیے دماغ کو ایک وسیع مواصلاتی نیٹ ورک تصور کریں، جس میں اربوں عصبی خلیات موجود ہیں۔ ان خلیات کو نیورون کہا جاتا ہے۔

نیورون برقی اشاروں اور کیمیائی پیغام رساں مادّوں کے ذریعے ایک دوسرے سے رابطہ کرتے ہیں۔ ان کی مربوط سرگرمی ہمیں حرکت کرنے، سیکھنے، یاد رکھنے، چہرے پہچاننے، جذبات محسوس کرنے اور اپنے ماحول کے مطابق ردعمل دینے کے قابل بناتی ہے۔

سائنس دان طویل عرصے سے یہ سمجھنے کی کوشش کر رہے ہیں کہ نیورون کے مخصوص گروہ ان صلاحیتوں میں کیا کردار ادا کرتے ہیں۔

روایتی ادویات اور برقی تحریک کے ذریعے عصبی سرگرمی پر اثر ڈالا جا سکتا ہے، لیکن ان طریقوں سے بیک وقت کئی خلیات یا عصبی راستے متاثر ہو سکتے ہیں۔ ادویات جسم کے دوسرے اعضا پر بھی اثر ڈال سکتی ہیں، جبکہ برقی تحریک قریبی عصبی ریشوں کو بھی غیر ارادی طور پر متحرک کر سکتی ہے۔

آپٹوجینیٹکس ایک زیادہ مخصوص تحقیقی طریقہ فراہم کرتی ہے۔ اس میں منتخب خلیات کو روشنی کے لیے حساس بنایا جاتا ہے، پھر مناسب روشنی کے ذریعے ان کی برقی سرگرمی پر اثر ڈالا جاتا ہے۔

تصویر یہاں شامل کریں: دماغ میں منتخب عصبی راستوں کو روشنی کے ذریعے متحرک یا غیر فعال کرنے کی وضاحت کرنے والا معلوماتی خاکہ۔

اس کا بنیادی اصول سادہ ہے: منتخب خلیات میں روشنی سے متاثر ہونے والا حیاتیاتی سوئچ پیدا کریں، روشنی سے اسے فعال کریں، اور پھر مشاہدہ کریں کہ کیا تبدیلی آتی ہے۔

یہ ایسا نہیں ہے کہ کسی شخص کے سر پر عام ٹارچ کی روشنی ڈال کر اس کے خیالات کو کنٹرول کیا جا سکتا ہو۔ پہلے متعلقہ خلیات کو روشنی کے لیے حساس بنانا

ضروری ہوتا ہے، اور عموماً مطلوبہ بافت تک روشنی پہنچانے کے لیے خصوصی آلات درکار ہوتے ہیں۔

دریافت کی ابتدا: تالاب کی کائی سے دماغ کے راز تک

آپٹوجینیٹکس کی تاریخ کا ایک حیرت انگیز پہلو یہ ہے کہ اس کی بنیاد انسانی دماغ پر تحقیق سے نہیں، بلکہ ایک نہایت چھوٹے جاندار کے مطالعے سے پڑی۔

روشنی کو محسوس کرنے والا ننھا جاندار

سائنس دان ایک یک خلوی سبز جاندار، جسے کلامائیڈوموناس کہا جاتا ہے، کا مطالعہ کر رہے تھے۔ وہ جاننا چاہتے تھے کہ یہ جاندار روشنی کو کیسے محسوس کرتا ہے اور اس کے جواب میں اپنی حرکت کیسے تبدیل کرتا ہے۔

روشنی اس جاندار کو ضیائی تالیف کے لیے موزوں حالات کی طرف بڑھنے میں مدد دیتی ہے۔ تحقیق کے دوران سائنس دانوں نے ایسے مخصوص پروٹین دریافت کیے جو اسے روشنی کے مطابق ردعمل دینے کے قابل بناتے ہیں۔

ان پروٹینوں میں چینل روڈوپسن بھی شامل ہے۔ یہ روشنی سے حساس پروٹین خلیے کی جھلی میں ایسے راستے بناتا ہے جن سے برقی بار رکھنے والے ذرات گزر سکتے ہیں۔

خلیے کو ایک چھوٹے کمرے کی طرح سمجھیں، جس کی دیوار مادّوں کے اندر آنے اور باہر جانے کو منظم کرتی ہے۔ چینل روڈوپسن ایک ایسے ننھے دروازے کی طرح کام کرتا ہے جو مناسب روشنی ملنے پر کھل جاتا ہے۔

جب یہ راستہ کھلتا ہے تو آئن خلیے کی جھلی سے گزر سکتے ہیں، جس سے خلیے کی برقی حالت بدل جاتی ہے۔

کائی کے پروٹین سے عصبی خلیات تک

پیٹر ہیگمن اور گیورگ ناگل نے خردبینی جانداروں کے روشنی سے حساس پروٹینوں، خصوصاً چینل روڈوپسن، کو سمجھنے میں بنیادی کردار ادا کیا۔ کارل ڈیسروتھ اور دوسرے محققین نے ان دریافتوں کو عصبی خلیات کی سرگرمی پر روشنی کے ذریعے اثر انداز ہونے کے ایک مؤثر طریقے میں ڈھالنے میں مدد دی۔

اہم پیش رفت یہ تھی کہ ان پروٹینوں کی تیاری کے لیے درکار جینیاتی ہدایات کو منتخب حیوانی عصبی خلیات میں منتقل کیا جا سکتا تھا۔

اس کے بعد وہ خلیات اپنی جھلی میں روشنی سے حساس پروٹین پیدا کرنے لگتے ہیں۔ مناسب روشنی ان پروٹینوں کو فعال کرتی ہے، جس سے خلیے کی برقی سرگرمی میں تبدیلی آ سکتی ہے۔

یوں ایک ننھے جاندار کے روشنی کے جواب کو سمجھنے کی کوشش زندہ دماغ کا مطالعہ کرنے کے ایک نئے طریقے میں تبدیل ہو گئی۔

یہ سائنسی ترقی کا ایک اہم سبق ہے: بعض دریافتیں ابتدا میں معمولی دکھائی دیتی ہیں، لیکن وقت کے ساتھ پورے شعبے کی سمت بدل سکتی ہیں۔

روشنی دماغی خلیات کو کیسے کنٹرول کرتی ہے؟ مکمل طریقۂ کار

آپٹوجینیٹکس کو صحیح طور پر سمجھنے کے لیے اس عمل کو ابتدا سے آخر تک دیکھنا ضروری ہے۔

فرض کریں کہ سائنس دان دماغ کے ان عصبی خلیات کا مطالعہ کرنا چاہتے ہیں جو مرگی کے دوروں میں حصہ لیتے ہیں۔ وہ یہ جاننا چاہتے ہیں کہ آیا ان خلیات کی سرگرمی تبدیل کرنے سے دماغ کی غیر معمولی برقی سرگرمی کم ہو سکتی ہے۔

اس عمل میں کئی باہم مربوط مراحل شامل ہوتے ہیں۔

روشنی سے حساس پروٹین کیسے کام کرتے ہیں؟

روشنی توانائی کے ننھے پیکٹوں پر مشتمل ہوتی ہے جنہیں فوٹون کہا جاتا ہے۔ جب مناسب طولِ موج کی روشنی کسی روشنی سے حساس پروٹین سے ٹکراتی ہے تو پروٹین کی ساخت یا حالت میں تبدیلی آ سکتی ہے۔ اس تبدیلی سے خلیے کے اندر حیاتیاتی ردعمل شروع ہوتا ہے۔

تصویر یہاں شامل کریں: روشنی کے فوٹون، پروٹین کی ساخت میں تبدیلی اور خلیے کے ردعمل کو تین مراحل میں دکھانے والا خاکہ۔

اس عمل کو تین بنیادی مراحل میں سمجھا جا سکتا ہے:

پہلا مرحلہ: روشنی پہنچتی ہے۔ پروٹین کا روشنی سے حساس حصہ مناسب فوٹون جذب کرتا ہے۔

دوسرا مرحلہ: پروٹین کی حالت بدلتی ہے۔ روشنی جذب ہونے سے پروٹین کی ساخت میں تبدیلی پیدا ہوتی ہے۔

تیسرا مرحلہ: خلیہ ردعمل دیتا ہے۔ چینل روڈوپسن جیسے پروٹین میں یہ تبدیلی آئنوں کے گزرنے کا راستہ کھول سکتی ہے، جس سے خلیے کی برقی حالت بدل جاتی ہے۔

چینل روڈوپسن کیا ہے؟

چینل روڈوپسن ایک روشنی سے حساس پروٹین ہے جو ابتدا میں سبز کائی میں شناخت کیا گیا۔ یہ خلیے کی جھلی میں ایک ننھے سالماتی دروازے کی طرح کام کرتا ہے۔

جب مناسب نیلی روشنی اسے فعال کرتی ہے تو اس کا راستہ کھل جاتا ہے، جس سے مخصوص آئن گزر سکتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں خلیے کی جھلی کے آرپار برقی وولٹیج تبدیل ہو جاتا ہے۔

کائی میں یہ عمل روشنی کو محسوس کرنے میں مدد دیتا ہے۔ سائنس دانوں نے دریافت کیا کہ اسی پروٹین کو عصبی خلیات کی برقی سرگرمی پر اثر ڈالنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

یہی آپٹوجینیٹکس کی بنیاد بننے والی اہم پیش رفت تھی۔

کیا تمام روشنی سے حساس پروٹین ایک جیسے ہوتے ہیں؟

نہیں۔ مختلف پروٹین روشنی کے جواب میں مختلف طریقوں سے کام کرتے ہیں۔

محققین پروٹین کا انتخاب اس مقصد کے مطابق کرتے ہیں کہ وہ کسی خلیے کو متحرک کرنا چاہتے ہیں، اس کی سرگرمی کم کرنا چاہتے ہیں، یا روشنی پر منحصر کسی دوسرے حیاتیاتی عمل کا مطالعہ کرنا چاہتے ہیں۔

بنیادی خیال یہ ہے کہ زندہ خلیے میں روشنی سے چلنے والا ایک مخصوص سوئچ نصب کیا جائے۔ اس سوئچ کی تیاری کی ہدایات جین میں ہوتی ہیں، اسے پروٹین کی صورت میں بنایا جاتا ہے، اور مناسب روشنی اسے فعال کرتی ہے۔

آپٹوجینیٹکس کے دس بنیادی مراحل

معلوماتی خاکہ: منتخب عصبی خلیات سے جینیاتی ہدایات، روشنی کی فراہمی، خلیاتی ردعمل اور نتائج کی پیمائش تک مکمل عمل۔

مرحلہ اول: ہدف خلیات کی شناخت

سب سے پہلے سائنس دان ان مخصوص نیورونز یا عصبی راستوں کی شناخت کرتے ہیں جن کا مطالعہ مقصود ہو۔

یہ خلیات حرکت، یادداشت، حسی ادراک یا مرگی کے دوروں سے متعلق ہو سکتے ہیں۔

ہر نیورون کا کام ایک جیسا نہیں ہوتا۔ بعض نیورون دوسرے خلیات کی سرگرمی بڑھاتے ہیں، جبکہ بعض ان کی سرگرمی کو دباتے ہیں۔ محققین متعلقہ خلیات کی شناخت کے لیے مخصوص جینیاتی نشانات، دماغی ساخت اور دیگر تجربہ گاہی طریقے استعمال کرتے ہیں۔

مرحلہ دوم: جینیاتی ہدایات کی منتقلی

منتخب خلیات کو روشنی کے لیے حساس بنانے کے لیے ان میں مناسب پروٹین تیار کرنے کی جینیاتی ہدایات پہنچائی جاتی ہیں۔

اس مقصد کے لیے ایک معروف پروٹین چینل روڈوپسن ٹو ہے، جسے مختصراً سی ایچ آر ٹو کہا جاتا ہے۔

تجرباتی تحقیق میں بعض اوقات تبدیل شدہ وائرل ذرائع کو جینیاتی مواد پہنچانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ ذرائع جینیاتی ہدایات کی ترسیل میں مدد دیتے ہیں؛ یہ خود عصبی خلیات کو آن یا آف نہیں کرتے۔

مقصد یہ ہوتا ہے کہ مطلوبہ خلیات میں پروٹین تیار ہو اور غیر متعلقہ خلیات میں اس کا غیر ضروری اظہار کم سے کم ہو۔

مرحلہ سوم: خلیے روشنی سے حساس پروٹین تیار کرتے ہیں

جب جینیاتی ہدایات متعلقہ خلیات تک پہنچ کر فعال ہوتی ہیں تو خلیے پروٹین تیار کرنا شروع کر دیتے ہیں۔

یہ پروٹین خلیے کی جھلی تک پہنچتے ہیں، جہاں وہ مناسب روشنی کے ساتھ تعامل کر سکتے ہیں۔

خلیہ زندہ رہتا ہے اور اپنے معمول کے حیاتیاتی افعال جاری رکھتا ہے، لیکن اب اس میں روشنی کے جواب میں ردعمل دینے کا ایک اضافی طریقہ موجود ہوتا ہے۔

اسے یوں سمجھیں جیسے کسی کمرے کی دیوار میں ایک خاص روشنی سے چلنے والا سوئچ نصب کر دیا جائے۔ سوئچ موجود ہوتا ہے، لیکن نظام میں تبدیلی کے لیے اسے مناسب اشارہ درکار ہوتا ہے۔

مرحلہ چہارم: مناسب روشنی پہنچانا

اب محققین مخصوص خلیات تک قابو میں رکھی گئی روشنی پہنچاتے ہیں۔

تجربے کی نوعیت کے مطابق روشنی خارج کرنے والے برقی آلات، لیزر، بصری ریشے یا دوسرے خصوصی آلات استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

روشنی کی طولِ موج، شدت، دورانیہ اور وقت کو احتیاط سے منتخب کرنا ضروری ہے۔ مثال کے طور پر نیلی روشنی سی ایچ آر ٹو کو فعال کر سکتی ہے، جبکہ دوسرے پروٹین مختلف طولِ موج پر ردعمل دیتے ہیں۔

دماغ کے گہرے حصوں تک روشنی پہنچانے کے لیے بعض تجربات میں بصری ریشہ ہدف کے قریب رکھا جاتا ہے۔ سطح کے قریب موجود خلیات یا دوسری قابلِ رسائی بافتوں کے لیے مختلف انتظامات ممکن ہیں۔

یہی وجہ ہے کہ کسی شخص کے سر پر عام روشنی ڈالنا آپٹوجینیٹکس کے برابر نہیں۔ جسمانی بافتوں میں سفر کرتے ہوئے روشنی بکھرتی اور جذب ہوتی ہے، اس لیے مطلوبہ مقام تک اسے درست انداز میں پہنچانا ایک اہم تکنیکی چیلنج ہے۔

مرحلہ پنجم: روشنی پروٹین کی ساخت تبدیل کرتی ہے

جب مناسب فوٹون روشنی سے حساس پروٹین میں جذب ہوتا ہے تو سالماتی سطح پر تبدیلی پیدا ہوتی ہے۔

چینل روڈوپسن میں یہ تبدیلی آئنوں کے گزرنے کا راستہ کھول سکتی ہے۔ یوں روشنی جیسا جسمانی اشارہ خلیے میں حیاتیاتی ردعمل پیدا کرتا ہے۔

یہی سالماتی تبدیلی اس ٹیکنالوجی کا بنیادی مرکز ہے۔

مرحلہ ششم: آئن خلیے کی برقی حالت بدلتے ہیں

عصبی خلیے اپنی جھلی کے آرپار ایک برقی وولٹیج برقرار رکھتے ہیں۔ یہ وولٹیج سوڈیم، پوٹاشیم اور کلورائیڈ جیسے آئنوں کی تقسیم اور خلیے کی جھلی کی خصوصیات پر منحصر ہوتا ہے۔

جب سی ایچ آر ٹو کا راستہ کھلتا ہے تو مثبت برقی بار رکھنے والے آئن خلیے میں داخل ہو سکتے ہیں۔ اس سے جھلی کے آرپار وولٹیج بدل جاتا ہے اور خلیے کے اندر کا حصہ نسبتاً کم منفی ہو سکتا ہے۔ اس عمل کو ڈی پولرائزیشن کہا جاتا ہے۔

اگر تبدیلی ضروری حد تک پہنچ جائے تو نیورون ایک برقی تحریک پیدا کر سکتا ہے، جسے ایکشن پوٹینشل کہا جاتا ہے۔ یہ تحریک خلیے کے عصبی ریشے کے ساتھ سفر کرتی ہے۔

سادہ الفاظ میں، روشنی پروٹین کو فعال کرتی ہے، پروٹین آئنوں کی حرکت بدلتا ہے، اور یہ تبدیلی عصبی خلیے کو برقی تحریک پیدا کرنے کے قابل بنا سکتی ہے۔

اہم بات یہ ہے کہ روشنی خود مکمل عصبی اشارہ تیار نہیں کرتی۔ وہ ایک سالماتی طریقۂ کار کو متحرک کرتی ہے جو خلیے کے پہلے سے موجود برقی نظام کے ساتھ کام کرتا ہے۔

مرحلہ ہفتم: عصبی خلیات کو متحرک یا غیر فعال کرنا

آپٹوجینیٹکس صرف خلیات کو متحرک کرنے تک محدود نہیں۔

مختلف روشنی سے حساس پروٹین عصبی سرگرمی پر مختلف اثرات ڈال سکتے ہیں۔ بعض نیورونز کے متحرک ہونے کا امکان بڑھاتے ہیں، جبکہ بعض اسے کم کرتے ہیں۔

کچھ روکنے والے اوپسِن روشنی کی توانائی استعمال کرتے ہوئے آئنوں کو جھلی کے آرپار منتقل کرتے ہیں۔ دوسرے پروٹین مختلف طریقوں سے خلیے کے برقی وولٹیج کو بدلتے ہیں۔

حاصل ہونے والا اثر پروٹین، روشنی کی طولِ موج، خلیے کی قسم اور تجربے کے حالات پر منحصر ہوتا ہے۔

مرگی کی تحقیق میں سائنس دان مثلاً روکنے والے نیورونز کو فعال کر سکتے ہیں، ضرورت سے زیادہ سرگرم خلیات کی سرگرمی کم کرنے کی کوشش کر سکتے ہیں، یا مختلف طریقوں کے مشترکہ اثرات کا مطالعہ کر سکتے ہیں۔

مرحلہ ہشتم: دوسرے خلیات پر اثر

ایک نیورون تنہا کام نہیں کرتا۔

جب وہ برقی تحریک پیدا کرتا ہے تو یہ تحریک اس کے عصبی ریشے کے ذریعے مخصوص رابطوں، جنہیں سناپس کہا جاتا ہے، تک پہنچ سکتی ہے۔ بہت سے ایسے رابطوں پر اس کے نتیجے میں نیوروٹرانسمیٹر خارج ہوتے ہیں۔ یہ کیمیائی پیغام رساں مادّے قریبی خلیات کی سرگرمی پر اثر انداز ہوتے ہیں۔

بعض نیوروٹرانسمیٹر دوسرے نیورونز کے متحرک ہونے کا امکان بڑھاتے ہیں، جبکہ بعض اسے کم کرتے ہیں۔

اس طرح نیورونز کے کسی منتخب گروہ کی سرگرمی میں تبدیلی پورے عصبی نظام کے ایک راستے پر اثر ڈال سکتی ہے۔

محققین اسی صلاحیت سے یہ سمجھنے کی کوشش کرتے ہیں کہ مخصوص خلیات حرکت، سیکھنے، یادداشت اور حسی ادراک جیسے پیچیدہ افعال میں کیا کردار ادا کرتے ہیں۔

تاہم، کسی مخصوص خلیاتی گروہ کو فعال کرنے سے لازماً کوئی خاص رویہ پیدا نہیں ہوتا۔ نتیجہ متعلقہ خلیات، ان کے رابطوں، تحریک کے وقت اور دماغ کی مجموعی حالت پر منحصر ہوتا ہے۔

مرحلہ نہم: نتائج کی پیمائش

خلیات کو متحرک کرنے کے بعد سائنس دان یہ جانچتے ہیں کہ کیا تبدیلی آئی۔

وہ برقی آلات کے ذریعے عصبی تحریکوں کو ریکارڈ کر سکتے ہیں، تصویری طریقوں سے خلیاتی سرگرمی کا مشاہدہ کر سکتے ہیں، یا تجرباتی جانوروں کے رویّوں میں ہونے والی تبدیلیوں کا جائزہ لے سکتے ہیں۔

مثال کے طور پر، اگر کسی مخصوص عصبی راستے کو بار بار فعال کرنے سے ایک خاص حرکت میں تبدیلی آتی ہے تو محققین جانچ سکتے ہیں کہ آیا یہ راستہ اس حرکت کو کنٹرول کرنے میں حصہ لیتا ہے۔

پھر وہ مناسب تقابلی تجربات کرتے ہیں اور یہ بھی دیکھتے ہیں کہ اسی راستے کی سرگرمی کم کرنے سے کیا نتیجہ نکلتا ہے۔

آپٹوجینیٹکس کی بڑی طاقت یہی ہے کہ سائنس دان کسی مخصوص حیاتیاتی جزو میں تبدیلی کر کے اس کے نتائج دیکھ سکتے ہیں۔ اس طرح وہ صرف دو واقعات کے ایک ساتھ ہونے کا مشاہدہ نہیں کرتے، بلکہ ان کے درمیان ممکنہ سبب اور نتیجے کا تعلق بھی جانچ سکتے ہیں۔

مرحلہ دہم: روشنی بند کرنا اور تجربہ جاری رکھنا

جب روشنی بند کر دی جاتی ہے تو روشنی سے حساس پروٹین عموماً اپنی سالماتی خصوصیات کے مطابق غیر فعال حالت میں واپس آ جاتے ہیں۔

تاہم، اس میں لگنے والا وقت پروٹین کی قسم پر منحصر ہے۔ نیورون دوسرے اشاروں کی وجہ سے فائر کرتا رہ سکتا ہے، اور روشنی بند ہونے کے بعد بھی اس کے بعد آنے والے بعض حیاتیاتی اثرات جاری رہ سکتے ہیں۔

محققین روشنی کے وقت، شدت اور انداز کو بدل سکتے ہیں، تجربات دہرا سکتے ہیں اور مختلف حالات کے نتائج کا موازنہ کر سکتے ہیں۔

آپٹوجینیٹکس پورے دماغ کو دوبارہ ترتیب دینے کا طریقہ نہیں۔ یہ منتخب خلیات پر قابو کے ساتھ اثر ڈالنے اور اس کے نتائج جانچنے کا ایک تحقیقی ذریعہ ہے۔

پورا عمل ایک نظر میں

جینیاتی انتخاب، روشنی سے حساس پروٹین اور روشنی کی درست فراہمی کا یہی امتزاج آپٹوجینیٹکس کو غیر معمولی طور پر مؤثر بناتا ہے۔

آپٹوجینیٹکس سائنسی انقلاب کیوں ہے؟

دماغ ایک نہایت پیچیدہ نظام ہے۔ مختلف گروہوں میں موجود نیورون مل کر متعدد افعال انجام دیتے ہیں، اور دماغ کا ایک ہی حصہ مختلف کاموں میں حصہ لے سکتا ہے۔

آپٹوجینیٹکس سے پہلے سائنس دانوں کے پاس مخصوص اقسام کے عصبی خلیات کو بالکل منتخب انداز میں، مقررہ وقت پر متحرک یا غیر فعال کرنے اور اس کے نتائج دیکھنے کے محدود طریقے تھے۔

اب محققین ان جیسے سوالات کی زیادہ گہرائی سے تحقیق کر سکتے ہیں:

• یادداشت بنانے اور واپس یاد کرنے میں کون سے عصبی راستے حصہ لیتے ہیں؟

• مخصوص عصبی راستے حرکت اور حسی ادراک کو کیسے متاثر کرتے ہیں؟

• مرگی کے دوروں کے دوران کن خلیاتی گروہوں میں غیر معمولی سرگرمی پیدا ہوتی ہے؟

• دماغ کے مخصوص راستے تحریک، دباؤ اور رویّوں پر کیسے اثر انداز ہوتے ہیں؟

• بیماریوں کے زیادہ مخصوص علاج تیار کرنے کے لیے کن حیاتیاتی طریقوں کو ہدف بنایا جا سکتا ہے؟

اس ٹیکنالوجی نے دماغی تحقیق کو اس لیے آگے بڑھایا ہے کہ سائنس دان اب یہ جانچ سکتے ہیں کہ مخصوص خلیات کسی عمل میں کیا کردار ادا کرتے ہیں، بجائے اس کے کہ وہ صرف یہ دیکھیں کہ کسی عمل کے دوران کون سے خلیات فعال ہوئے۔

تاہم، اس کا مطلب یہ نہیں کہ شعور، محبت، غم یا خوشی جیسے پیچیدہ تجربات کو کسی ایک سوئچ سے مکمل طور پر سمجھا یا کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔ ان میں دماغ کے متعدد باہم مربوط نظام، جسمانی عمل اور ماحول سب حصہ لیتے ہیں۔

طبی امکانات: مرگی سے دائمی درد تک

آپٹوجینیٹکس تحقیق میں ایک مؤثر اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا طریقہ ہے، لیکن اس کے بیشتر ممکنہ طبی استعمال ابھی تجرباتی مرحلے میں ہیں۔ اس کی

اہمیت بیماریوں کے طریقۂ کار کو سمجھنے اور مستقبل کے علاج کے امکانات جانچنے، دونوں میں ہے۔

مرگی اور دوروں کی تحقیق

مرگی ایک ایسی اعصابی کیفیت ہے جس میں دماغ کی غیر معمولی برقی سرگرمی کے باعث بار بار دورے پڑنے کا رجحان ہوتا ہے۔

محققین تجرباتی نمونوں میں آپٹوجینیٹکس استعمال کر کے یہ جانچتے ہیں کہ آیا روکنے والے عصبی خلیات کو متحرک کرنے یا مخصوص حد سے زیادہ فعال خلیات کی سرگرمی دبانے سے دوروں کی شدت یا وقوع میں کمی آ سکتی ہے۔

مستقبل میں ایک ممکنہ تصور ایسا نظام ہے جو دورے کے آغاز کی علامات پہچانے اور ضرورت کے وقت مداخلت کرے۔ اگر اس نظام میں آپٹوجینیٹکس استعمال ہو تو روشنی سے حساس بنائے گئے خلیات اور مطلوبہ دماغی بافت تک روشنی پہنچانے کے خصوصی آلات درکار ہوں گے۔

لیکن اس سے پہلے جینیاتی مواد کو محفوظ طریقے سے پہنچانے، درست خلیات کو ہدف بنانے اور نظام کو طویل عرصے تک قابلِ اعتماد رکھنے جیسے اہم مسائل حل کرنا ہوں گے۔

اہم وضاحت: آپٹوجینیٹکس فی الحال مرگی کا معمول کا طبی علاج نہیں ہے۔ اس کا بنیادی کردار دوروں کے حیاتیاتی طریقۂ کار کو سمجھنا اور ممکنہ علاج پر تحقیق کرنا ہے۔

تصویر یہاں شامل کریں: دماغی عصبی راستوں اور غیر معمولی برقی سرگرمی کی وضاحت کرنے والا تحقیقی خاکہ۔ اسے کسی منظور شدہ علاج کی تصویر کے طور پر پیش نہ کریں۔

دائمی درد اور ریڑھ کی ہڈی کے عصبی مسائل

مسلسل درد بعض اوقات اس وقت بھی برقرار رہتا ہے جب اصل چوٹ مندمل ہو چکی ہو۔ اس کی ایک وجہ اعصابی خلیات یا ریڑھ کی ہڈی کے عصبی راستوں کی غیر معمولی حساسیت ہو سکتی ہے۔

سائنس دان تجرباتی نمونوں میں آپٹوجینیٹکس استعمال کرتے ہیں تاکہ منتخب عصبی خلیات کو فعال یا غیر فعال کر کے یہ سمجھ سکیں کہ درد کے اشارے جسم کے اعصاب سے ریڑھ کی ہڈی اور وہاں سے دماغ تک کیسے پہنچتے ہیں۔

اس تحقیق سے ایسے راستوں کی شناخت میں مدد مل سکتی ہے جو درد کے احساس کو بڑھاتے ہیں یا اسے کم کرنے میں حصہ لیتے ہیں۔ مستقبل میں یہ معلومات زیادہ مخصوص علاج تیار کرنے میں رہنمائی فراہم کر سکتی ہیں۔

لیکن آپٹوجینیٹکس فی الحال پھسلے ہوئے مہرے کو درست نہیں کرتی، ریڑھ کی ہڈی پر دباؤ ختم نہیں کرتی، اور نہ ہی عرق النسا یا دائمی کمر درد کا ثابت شدہ علاج ہے۔ ان شعبوں میں اس کا بنیادی کردار ابھی تحقیق تک محدود ہے۔

افسردگی، اضطراب اور دوسری پیچیدہ کیفیات

سائنس دان ان عصبی راستوں کا بھی مطالعہ کرتے ہیں جو مزاج، تحریک، دباؤ اور رویّوں سے تعلق رکھتے ہیں۔

تجرباتی نمونوں میں منتخب عصبی خلیات کی سرگرمی بدل کر یہ سمجھنے کی کوشش کی جاتی ہے کہ مخصوص راستے بعض ردعمل میں کیا کردار ادا کرتے ہیں اور ان میں تبدیلی نفسیاتی بیماریوں سے کیسے متعلق ہو سکتی ہے۔

اسی نوعیت کی تحقیق دائمی تھکن کے پیچیدہ عارضے، جسے مائیالجک انسیفالومائیلائٹس یا ایم ای/سی ایف ایس بھی کہا جاتا ہے، کے بعض حیاتیاتی پہلوؤں کو سمجھنے میں بھی بالواسطہ مدد دے سکتی ہے۔ اس بیماری کے بنیادی اسباب اور طریقۂ کار ابھی مکمل طور پر واضح نہیں۔

یہ یاد رکھنا ضروری ہے کہ افسردگی، اضطراب یا دائمی تھکن کو دماغ کے کسی ایک حصے یا ایک سادہ حیاتیاتی سوئچ سے نہیں سمجھا جا سکتا۔ آپٹوجینیٹکس ان کی تحقیق کا ایک ذریعہ ہے، نہ کہ ان بیماریوں کا ثابت شدہ تشخیصی ٹیسٹ یا علاج۔

کیا آپٹوجینیٹکس سے بینائی واپس لائی جا سکتی ہے؟

بینائی بحال کرنے کی تحقیق آپٹوجینیٹکس کا ایک الگ اور اہم شعبہ ہے۔

بعض ریٹینا کی بیماریوں میں آنکھ کے وہ خلیات جو معمول کے مطابق روشنی محسوس کرتے ہیں، خراب ہو جاتے ہیں یا مر جاتے ہیں۔ تاہم، ریٹینا کے بعض دوسرے خلیات زندہ رہ سکتے ہیں۔

سائنس دان تحقیق کر رہے ہیں کہ آیا زندہ بچ جانے والے خلیات میں روشنی سے حساس پروٹین بنانے کی جینیاتی ہدایات پہنچا کر روشنی محسوس کرنے کی کچھ صلاحیت واپس لائی جا سکتی ہے۔

اس طریقے میں کوشش یہ ہوتی ہے کہ اصل روشنی محسوس کرنے والے خلیات ضائع ہونے کے بعد بھی ریٹینا کے باقی خلیات روشنی کے جواب میں ردعمل دے سکیں۔ طریقۂ علاج کے مطابق مناسب بصری اشارے فراہم کرنے کے لیے خصوصی آلات بھی درکار ہو سکتے ہیں۔

اس میدان میں انسانی طبی تحقیق تک پیش رفت ہوئی ہے، جس میں ریٹینا کی شدید تنزلی کے شکار افراد پر مطالعات بھی شامل ہیں۔ تاہم، واپس آنے والی بینائی کی مقدار اور معیار مختلف ہو سکتے ہیں۔ اس طریقے سے ہر مریض کو معمول کی بینائی واپس ملنے کی ضمانت نہیں ہوتی۔

نتیجہ: آپٹوجینیٹکس کے ذریعے بینائی کی بحالی ایک مخصوص تحقیقی اور زیرِ آزمائش علاج کا شعبہ ہے، نابینائی کا عمومی یا یقینی علاج نہیں۔

تصویر یہاں شامل کریں: ریٹینا کے خلیات، روشنی سے حساس پروٹین اور بصری اشاروں کی بحالی کے تحقیقی تصور کا طبی خاکہ۔

کیا آپٹوجینیٹکس انسانی علاج میں استعمال ہو رہی ہے؟

اس سوال کا جواب اس بات پر منحصر ہے کہ ہم سائنسی تحقیق کی بات کر رہے ہیں یا ہسپتالوں میں معمول کے علاج کی۔

آپٹوجینیٹکس تجربہ گاہوں میں عصبی راستوں، خلیاتی سرگرمی اور بیماریوں کے حیاتیاتی طریقۂ کار کی تحقیق کے لیے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔

محققین اس ٹیکنالوجی سے حاصل ہونے والی معلومات کو ایسے علاج تیار کرنے میں بھی استعمال کر سکتے ہیں جن میں خود روشنی سے حساس پروٹین استعمال نہ ہوں۔

انسانوں میں براہِ راست آپٹوجینیٹک مداخلتیں اس کے مقابلے میں کہیں زیادہ محدود اور مخصوص ہیں۔ بینائی کی بحالی ان شعبوں میں شامل ہے جہاں انسانی طبی تحقیق نے قابلِ ذکر پیش رفت کی ہے۔

یہ فرق اہم ہے، کیونکہ تجربہ گاہ میں کامیاب تجربہ خودبخود ایک محفوظ اور مؤثر طبی علاج نہیں بن جاتا۔

کسی نئے علاج کو معمول کا حصہ بنانے سے پہلے سائنس دانوں کو اس کی حفاظت، مؤثریت، طویل مدتی نتائج اور موجودہ علاج کے مقابلے میں عملی فائدہ ثابت کرنا ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ قانونی منظوری، تیاری کے معیار اور طویل مدتی نگرانی کے تقاضے بھی پورے کرنا پڑتے ہیں۔

نوبیل انعام کسی اہم سائنسی کامیابی کو تسلیم کرتا ہے۔ اس کا مطلب یہ نہیں کہ اس سے وابستہ ہر ممکنہ علاج مریضوں کے لیے دستیاب ہو چکا ہے۔

عالمی تحقیق اور بین الاقوامی تعاون

آپٹوجینیٹکس ایک بین الاقوامی سائنسی میدان ہے، جس میں عصبی سائنس، جینیات، بصری انجینئرنگ، حیاتیاتی طبی ٹیکنالوجی اور طبی تحقیق شامل ہیں۔

امریکہ کی جامعات اور تحقیقی اداروں نے اس شعبے کی ترقی میں اہم کردار ادا کیا ہے۔ اسٹینفورڈ یونیورسٹی سے وابستہ کارل ڈیسروتھ کی تحقیق نے آپٹوجینیٹکس کو عصبی راستوں کے مطالعے کا ایک مؤثر ذریعہ بنانے میں مدد دی۔

جرمنی نے بھی بنیادی سائنسی کردار ادا کیا۔ پیٹر ہیگمن اور گیورگ ناگل کی خردبینی جانداروں میں روشنی سے حساس پروٹینوں پر تحقیق نے اس ٹیکنالوجی کی حیاتیاتی بنیادیں فراہم کرنے میں اہم حصہ لیا۔

یورپ اور ایشیا میں بھی مختلف تحقیقی گروہ نئے روشنی سے حساس پروٹینوں، جینیاتی مواد کی بہتر ترسیل، جدید بصری آلات اور ممکنہ طبی استعمالات پر کام کر رہے ہیں۔

اس میدان میں ترقی کے لیے ماہرینِ حیاتیات، اعصابی امراض کے معالجین، جینیات دانوں، انجینئروں اور دوسرے طبی ماہرین کے درمیان تعاون ضروری ہے۔ جدید خوردبینیں، درست روشنی فراہم کرنے والے آلات، برقی ریکارڈنگ کے نظام اور اعداد و شمار کا تجزیہ اس تحقیق کا حصہ ہیں۔

پاکستان جیسے ترقی پذیر ممالک کے لیے اس شعبے میں حصہ لینے کا آغاز لازماً مہنگے طبی آلات سے نہیں ہونا چاہیے۔ جامعات اور طبی تحقیقی ادارے عصبی سائنس کی تعلیم، حیاتیاتی انجینئرنگ، بین الاقوامی تعاون اور مشترکہ تحقیقی سہولتوں کے ذریعے اپنی صلاحیت بڑھا سکتے ہیں۔

وسیع تر سبق یہ ہے کہ سائنسی ترقی افراد کی تربیت، علم اور تحقیقی بنیادی ڈھانچے میں مسلسل سرمایہ کاری سے حاصل ہوتی ہے۔

آپٹوجینیٹکس کتنی مہنگی ہے؟

اس ٹیکنالوجی کی لاگت اس بات پر منحصر ہے کہ اسے کس مقصد کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے۔

تحقیقی تجربہ گاہ کی لاگت

آپٹوجینیٹکس پر کام کرنے والی تجربہ گاہ کو قابو میں رکھی گئی روشنی کے ذرائع، بصری ریشوں، خصوصی برقی آلات، ریکارڈنگ کے نظام، خوردبینوں اور جینیاتی مواد منتقل کرنے کے آلات کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

ایک بنیادی تجرباتی نظام پر کئی ہزار امریکی ڈالر خرچ ہو سکتے ہیں، جبکہ جدید اور پیچیدہ نظاموں کی لاگت دسیوں ہزار ڈالر یا اس سے بھی زیادہ ہو سکتی ہے۔

یہ صرف عمومی اندازے ہیں، مقررہ قیمتیں نہیں۔ اصل لاگت آلات کی نوعیت، تجربہ گاہ کی ضروریات اور تحقیق کے ڈیزائن کے مطابق بدلتی ہے۔

اس کے علاوہ استعمال ہونے والا سامان، مخصوص حیاتیاتی مواد، تجرباتی جانوروں کی سہولتیں اور عملے کی تربیت بھی اخراجات میں شامل ہو سکتے ہیں۔

مستقبل کے طبی علاج کی ممکنہ لاگت

انسانوں میں استعمال کے لیے جینیاتی مواد پہنچانے، خصوصی طبی آلات تیار کرنے، علاج کی تیاری، طبی آزمائشوں، قانونی منظوری اور طویل مدتی نگرانی پر اضافی اخراجات آ سکتے ہیں۔

بعض جدید حیاتیاتی علاج مہنگے ہوتے ہیں، لیکن آپٹوجینیٹکس کے مستقبل کے علاج کی ایک مقررہ قیمت بتانا درست نہیں، کیونکہ ان کے طبی استعمال اور عملی تقاضے ابھی مختلف مراحل میں ہیں۔

مستقبل کی لاگت بیماری، علاج کے طریقے، تیاری کے عمل، نظامِ صحت اور دستیاب متبادل علاج کے مطابق مختلف ہو گی۔

ترقی پذیر ممالک کے لیے دانش مندانہ ترجیح یہ ہونی چاہیے کہ تحقیق، تربیت اور بین الاقوامی تعاون کی صلاحیت پیدا کی جائے۔ ہر نئی ٹیکنالوجی کو فوراً ایک مہنگی طبی سہولت میں تبدیل کرنا ضروری نہیں۔

فزیالوجی/میڈیسن 2026 کا نوبیل انعام: دماغ کو سمجھنے کا نیا راستہ

جسمانیات یا طب کا  2026 کا نوبیل انعام کارل ڈیسروتھ، پیٹر ہیگمن اور گیورگ ناگل کی روشنی سے فعال ہونے والے آئن راستوں اور آپٹوجینیٹکس سے متعلق دریافتوں کے اعتراف میں دیا گیا۔

تینوں انعام یافتگان کے لیے مجموعی انعامی رقم  12 ملین سویڈش کرونا ہے۔

ہیگمن اور ناگل نے روشنی سے حساس پروٹینوں کی تحقیق کے ذریعے اس میدان کی حیاتیاتی بنیادیں مضبوط کیں۔ ڈیسروتھ اور دیگر محققین نے ان دریافتوں کو عصبی خلیات کی سرگرمی پر روشنی کے ذریعے قابو پانے کے مؤثر طریقوں میں تبدیل کرنے میں اہم کردار ادا کیا۔

یہ کامیابی بنیادی سائنسی تحقیق کی اہمیت کو واضح کرتی ہے۔ ایک خردبینی جاندار کا مطالعہ ایسی ٹیکنالوجی کی بنیاد بنا جس سے اب دماغ کے پیچیدہ نظاموں کو سمجھنے میں مدد مل رہی ہے۔

سائنسی دریافتیں ہمیشہ فوری علاج فراہم نہیں کرتیں۔ بعض اوقات ان کا پہلا اور سب سے اہم فائدہ یہ ہوتا ہے کہ وہ ایسے سوالات پوچھنے اور ان کے جواب تلاش کرنے کا راستہ کھولتی ہیں جو پہلے انتہائی مشکل یا ناممکن تھے۔

آپٹوجینیٹکس کا مستقبل کیا ہو سکتا ہے؟

آپٹوجینیٹکس نے عصبی سائنس کی تحقیق میں اہم تبدیلی پیدا کی ہے، لیکن اس کے طبی استعمال کو وسعت دینے کے لیے کئی مسائل حل کرنا ضروری ہیں۔

سائنس دانوں کو ایسے قابلِ اعتماد طریقے درکار ہیں جن سے جینیاتی ہدایات درست خلیات تک پہنچائی جا سکیں، روشنی سے حساس پروٹین طویل عرصے تک محفوظ انداز میں کام کریں، مطلوبہ بافت تک روشنی مؤثر طور پر پہنچائی جا سکے اور مریضوں کو حقیقی طبی فائدہ حاصل ہونے کا ثبوت ملے۔

بعض بیماریوں میں مستقبل میں آپٹوجینیٹکس براہِ راست علاج کا حصہ بن سکتی ہے۔ دوسری بیماریوں میں اس کا سب سے بڑا فائدہ بالواسطہ ہو سکتا ہے: یعنی یہ شناخت کرنا کہ ادویات، برقی تحریک یا دوسرے علاج کے ذریعے کن خلیات اور عصبی راستوں کو ہدف بنانا زیادہ مؤثر ہو گا۔

تحقیقی جریدے نیچر نیوروسائنس میں شائع ہونے والے ایک جائزے میں انسانی علاج کی جانب آپٹوجینیٹکس کی منتقلی، براہِ راست مداخلتوں اور اس تحقیق سے حاصل ہونے والے علم کے وسیع تر طبی امکانات پر بحث کی گئی ہے۔

مستقبل کی کامیابی کا انحصار صرف روشنی سے خلیات پر قابو پانے پر نہیں ہو گا، بلکہ اس علم کو محفوظ، مؤثر اور قابلِ برداشت طبی سہولتوں میں تبدیل کرنے پر بھی ہو گا۔

نتیجہ: جب روشنی زندگی کو سمجھنے کا ذریعہ بن جائے

آپٹوجینیٹکس حیاتیات، جینیات اور روشنی کی سائنس کا ایک غیر معمولی امتزاج ہے۔

منتخب خلیات پر روشنی کے ذریعے اثر ڈالنے کی صلاحیت نے سائنس دانوں کے لیے یہ سمجھنے کے نئے راستے کھولے ہیں کہ عصبی راستے حرکت، یادداشت، ادراک اور رویّوں میں کیا کردار ادا کرتے ہیں۔ اسی علم کی مدد سے اعصابی بیماریوں اور بینائی کی بعض خرابیوں کے ممکنہ علاج بھی زیرِ تحقیق ہیں۔

تاہم، اس ٹیکنالوجی کے امکانات کو سائنسی احتیاط کے ساتھ دیکھنا ضروری ہے۔ بہت سے ممکنہ علاج ابھی تجرباتی مرحلے میں ہیں، اور تجربہ گاہ کی دریافت کو معمول کے طبی علاج میں تبدیل کرنے کے لیے برسوں کی مزید تحقیق درکار ہو سکتی ہے۔

ننھی سبز کائی سے انسانی دماغ کے پیچیدہ رازوں تک کا یہ سفر ہمیں یاد دلاتا ہے کہ قدرت میں ایسے جواب پوشیدہ ہو سکتے ہیں جن کا انسان نے ابتدا میں تصور بھی نہیں کیا ہوتا۔

آپٹوجینیٹکس کی سب سے بڑی کامیابی شاید صرف عصبی خلیات کو فعال یا غیر فعال کرنے کی صلاحیت نہیں، بلکہ ان پیچیدہ حیاتیاتی نظاموں کو سمجھنے کا موقع ہے جو انسانی سوچ، ادراک اور زندگی کو ممکن بناتے ہیں۔

عام انسان کے لیے اس کی بنیادی اہمیت یہ ہے کہ سائنس دان منتخب خلیات کو روشنی کے لیے حساس بنا سکتے ہیں، روشنی کے ذریعے ان کی سرگرمی بدل سکتے ہیں اور پھر دیکھ سکتے ہیں کہ اس تبدیلی سے پورا حیاتیاتی نظام کیسے متاثر ہوتا ہے۔

یوں ایک ننھے جاندار کے بارے میں ایک سائنسی مشاہدہ انسانی دماغ کی تحقیق کے ایک طاقتور ذریعے میں تبدیل ہو گیا۔

اکثر پوچھے جانے والے سوالات

۔ آپٹوجینیٹکس سادہ الفاظ میں کیا ہے؟

آپٹوجینیٹکس ایک سائنسی طریقہ ہے جس میں جینیات اور روشنی سے حساس پروٹینوں کو ملا کر منتخب خلیات کی سرگرمی پر قابو پایا جاتا ہے۔ محققین اس سے مخصوص عصبی خلیات کو فعال یا غیر فعال کر کے دماغ کے افعال کا مطالعہ کرتے ہیں۔

۔ روشنی عصبی خلیے کو کیسے فعال کرتی ہے؟

جب مناسب روشنی چینل روڈوپسن جیسے پروٹین تک پہنچتی ہے تو اس کی ساخت بدل جاتی ہے اور آئنوں کے گزرنے کا راستہ کھل سکتا ہے۔ اس سے خلیے کی جھلی کا برقی وولٹیج بدلتا ہے۔ اگر تبدیلی ضروری حد تک پہنچ جائے تو نیورون برقی تحریک پیدا کر سکتا ہے۔

۔ کیا آپٹوجینیٹکس دماغی خلیات کو فعال کرنے کے ساتھ غیر فعال بھی کر سکتی ہے؟

جی ہاں۔ مختلف روشنی سے حساس پروٹین عصبی سرگرمی بڑھا یا کم کر سکتے ہیں۔ نتیجہ پروٹین کی قسم، استعمال ہونے والی روشنی اور ہدف بنائے گئے خلیات کی خصوصیات پر منحصر ہوتا ہے۔

۔ اس دریافت کی ابتدا سبز کائی سے کیوں ہوئی؟

سائنس دانوں نے کلامائیڈوموناس نامی سبز جاندار میں روشنی سے حساس پروٹینوں کا مطالعہ کیا۔ بعد میں ان پروٹینوں کو عصبی خلیات کی تحقیق کے لیے استعمال کیا گیا، جس سے دماغی راستوں کا مطالعہ کرنے کا نیا طریقہ سامنے آیا۔

۔ کیا عام ٹارچ سے کسی شخص کے دماغ کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے؟

نہیں۔ آپٹوجینیٹکس میں عموماً منتخب خلیات کو روشنی سے حساس پروٹین تیار کرنے کے قابل بنانا اور خصوصی آلات سے مناسب روشنی پہنچانا ضروری ہوتا ہے۔ کسی کے سر پر عام ٹارچ کی روشنی ڈالنے سے یہ صلاحیت پیدا نہیں ہوتی۔

۔ کیا آپٹوجینیٹکس مرگی یا دائمی کمر درد کا علاج کر سکتی ہے؟

فی الحال اسے ان بیماریوں کا معمول کا ثابت شدہ علاج نہیں سمجھا جاتا۔ سائنس دان مرگی کے دوروں اور درد کے عصبی راستوں پر تحقیق کے لیے یہ طریقہ استعمال کرتے ہیں، لیکن مرگی، عرق النسا یا دائمی کمر درد کے علاج کے طور پر اس کے استعمال کے لیے مزید شواہد درکار ہیں۔

۔ کیا آپٹوجینیٹکس نابینا افراد کی بینائی واپس لا سکتی ہے؟

بعض ریٹینا کی بیماریوں میں زندہ بچ جانے والے خلیات کو روشنی کے لیے حساس بنا کر بینائی کے کچھ افعال بحال کرنے پر طبی تحقیق جاری ہے۔ نتائج مختلف ہو سکتے ہیں اور یہ طریقہ نابینائی کا عمومی یا یقینی علاج نہیں۔

۔ کیا آپٹوجینیٹکس ہسپتالوں میں دستیاب ہے؟

اس کے زیادہ تر استعمالات تحقیق یا طبی آزمائشوں تک محدود ہیں۔ براہِ راست انسانی علاج کے امکانات مخصوص شعبوں میں زیرِ تحقیق ہیں، اور دستیابی بیماری، علاج کی نوعیت اور طبی شواہد پر منحصر ہوتی ہے۔

۔ 2026 کے نوبیل انعام میں کس کامیابی کو تسلیم کیا گیا؟

جسمانیات یا طب کے نوبیل انعام میں کارل ڈیسروتھ، پیٹر ہیگمن اور گیورگ ناگل کی روشنی سے فعال ہونے والے آئن راستوں اور آپٹوجینیٹکس سے متعلق دریافتوں کو تسلیم کیا گیا۔

۔ عام لوگوں کے لیے آپٹوجینیٹکس کیوں اہم ہے؟

یہ ٹیکنالوجی سائنس دانوں کو دماغ کے کام کرنے کے طریقوں اور بیماریوں کے حیاتیاتی اسباب کو سمجھنے میں مدد دیتی ہے۔ مستقبل میں اس سے اعصابی بیماریوں اور دیگر طبی مسائل کے بہتر علاج تیار کرنے میں رہنمائی مل سکتی ہے۔

حوالہ جات اور مزید مطالعہ

• نوبیل اسمبلی، کارولنسکا انسٹی ٹیوٹ۔ جسمانیات یا طب کے نوبیل انعام  2026 کا سرکاری اعلان۔

• کارل ڈیسروتھ۔ آپٹوجینیٹکس پر تحقیقی مضمون، سائنسی جریدہ نیچر میتھڈز۔

• فینو، یزہار اور ڈیسروتھ۔ آپٹوجینیٹکس کی ترقی اور اطلاق، سالانہ جائزہ برائے عصبی سائنس۔

• یزہار اور دیگر محققین۔ آپٹوجینیٹکس کی دریافتوں کو انسانی علاج تک پہنچانے کے براہِ راست اور بالواسطہ راستے، نیچر نیوروسائنس، 2025۔

• لِنڈنر اور دیگر محققین۔ بینائی کی بحالی کے لیے آپٹوجینیٹکس: ابتدائی سائنسی ثبوت سے عملی طبی چیلنجز تک، پروگریس اِن ریٹینل اینڈ آئی ریسرچ، 2022۔

طبی احتیاط: یہ مضمون معلوماتی اور تعلیمی مقاصد کے لیے ہے۔ آپٹوجینیٹکس کے زیرِ تحقیق استعمالات کو اپنے علاج کا متبادل نہ سمجھیں۔ کسی بیماری کی تشخیص یا علاج کے لیے مستند معالج سے مشورہ ضروری ہے۔