Hai nhà khoa học có trụ sở tại Hoa Kỳ đã nhận được giải thưởng vì đã mô tả cơ học về cách con người cảm nhận nóng, lạnh, xúc giác và áp lực thông qua các xung thần kinh.

Ông Julius là giáo sư tại Đại học California, San Francisco. Ông Patapoutian là giáo sư tại Viện Y tế Howard Hughes tại Nghiên cứu Scripps ở La Jolla, California.

"Khả năng cảm nhận nhiệt, lạnh và xúc giác của chúng ta là điều cần thiết cho sự tồn tại và làm nền tảng cho sự tương tác của chúng ta với thế giới xung quanh", Hội đồng Nobel cho biết trong một tuyên bố công bố giải thưởng.

Giáo sư David Paterson, chủ tịch Hiệp hội Sinh lý học ở Vương quốc Anh cho biết, khám phá này sẽ rất quan trọng đối với sự phát triển của các phương pháp điều trị đau mãn tính và các bệnh lý khác.

Ông Paterson nói: “Làm thế nào chúng ta cảm nhận được nhiệt độ, xúc giác và chuyển động là một trong những câu hỏi lớn đối với nhân loại".

Ông Thomas Perlmann, tổng thư ký của Hội đồng Nobel, cho biết khám phá này "mở ra những bí mật của tự nhiên ... Nó giải thích ở cấp độ phân tử cách những kích thích này được chuyển đổi thành tín hiệu thần kinh. Đó là một khám phá quan trọng và sâu sắc".

Điểm khởi đầu cho những khám phá đột phá của cặp đôi này là công trình nghiên cứu của ông Julius với ớt, hay cụ thể hơn là capsaicin, hợp chất cay nồng gây ra cảm giác nóng rát khi chúng ta ăn ớt.

"Đó là một việc làm rất thông minh bởi vì ớt, hay capsaicin trong hạt tiêu, được biết là có tác dụng kích hoạt dây thần kinh hoặc cơn đau. Ông David Julius nghĩ rằng nó có thể dẫn đến một bước đột phá nếu chúng ta thực sự hiểu được cơ chế phân tử để biếtđiều này xảy ra như thế nào", ông Perlmann giải thích với CNN.

Ông Julius và nhóm của ông 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 xúc giác. Sau đó, họ cắm các gen từ bộ sưu tập này vào các tế bào thường không phản ứng với capsaicin để tìm ra gen duy nhất gây ra độ nhạy.

Ông Julius sau đó nhận ra thụ thể capsaicin này mà họ phát hiện ra cũng là một thụ thể cảm ứng nhiệt được kích hoạt ở nhiệt độ được coi là gây đau đớn, Ủy ban Nobel cho biết.

"Đó là con đường dẫn đến những khám phá về cơ chế cảm nhận để làm thế nào các dây thần kinh thực sự có thể được kích hoạt. Khi chúng ta gặp phải các kích thích, nhiệt độ, cơ học, xúc giác và áp lực”, ông Perlmann nói.

Công trình của giáo sư Patapoutian đã dẫn đến việc phát hiện ra các cảm biến trên da và các cơ quan nội tạng phản ứng với "kích thích cơ học" được cảm nhận như xúc giác và áp lực.

Cùng với các đồng nghiệp của mình, ông đã xác định một dòng tế bào phản ứng khi các tế bào riêng lẻ của nó được chọc bằng một micropipette. Sau đó, nhóm nghiên cứu đã xác định được 72 gen ứng cử viên có thể mã hóa các thụ thể và "tắt chúng đi" từng gen một để phát hiện gen gây ra nhạy cảm cơ học.

Ông Abdel El Manira, thành viên phụ tá của Ủy ban Nobel về Sinh lý học và Y học, cho biết những khám phá này đã được thực hiện cách đây hơn một thập kỷ nhưng đặc biệt sâu sắc với đại dịch COVID-19.

"Đây là thời điểm thích hợp để công trình này được công nhận. Nó đã thay đổi sâu sắc quan điểm của chúng ta về cách chúng ta cảm nhận thế giới", ông nói.

Những ảnh hưởng của nghiên cứu

Ông Mike Caterina, giáo sư giải phẫu thần kinh tại Trường Y John Hopkins, đã làm việc với ông Julius trong phòng thí nghiệm của ông với tư cách là một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ vào giữa những năm 1990 khi những khám phá đầu tiên về capsaicin trong ớt được thực hiện.

Ông Caterina nói: "Đó là một điều rất quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu cơn đau. Mọi người biết rằng thụ thể này tồn tại nhưng không có phân tích phân tử".

"Cảm giác mà chúng ta nhận được khi ăn đồ cay là một thứ gì đó quá quen thuộc và nó có ý nghĩa cá nhân và văn hóa đối với rất nhiều người và ai cũng có câu chuyện ăn nóng và ai cũng từng trải qua những lần đau vì nóng".

"Vì vậy, để hai trải nghiệm rất hữu hình đó có thể giải thích được với một phân tử là điều thực sự khiến công việc đó trở nên thú vị đối với chúng tôi", ông cho hay.