
2026年诺贝尔生理学或医学奖公布,Karl Deisseroth、Peter Hegemann和Georg Nagel三位科学家因在光控离子通道及光遗传学研究方面的杰出贡献而获奖。他们发明的光遗传学技术以前所未有的精度揭示了活体大脑中神经细胞如何塑造记忆、情感和行为。

这项技术为神经科学开启了全新的纪元。诺贝尔生理学或医学委员会主席Per Svenningsson表示,光遗传学提供了以过去只能梦想的方式绘制大脑图谱的机会。这次奖金总额为1200万瑞典克朗,由三位获奖者均分。

人类大脑是宇宙中最复杂的“黑匣子”,重约1.4千克,包含大约860亿个神经元,突触数量更是数百万亿个。长期以来,科学家们一直在探索大脑如何掌管情感、行为和身体机能。20世纪的脑科学研究方法较为粗暴,无法精确控制特定神经元,难以证明因果关系。科学家们渴望拥有一把“上帝的手术刀”,能够精准且迅速地控制某一类神经元。

直到两位德国生物学家在水坑里发现了一种单细胞藻类——衣藻。这种藻类具有趋光性,当蓝光照到其表面的通道视紫红质时,蛋白质通道会瞬间打开,带电离子涌入细胞内部产生电信号,指挥衣藻向光源游去。研究人员将这种蛋白质放入其他细胞后,发现这些细胞也变得对光敏感。这一发现意味着找到了一种可以控制细胞活动的“光控开关”。

美国斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗斯敏锐地捕捉到了这一发现,并将其应用于哺乳动物的神经细胞。他利用病毒作为载体,将通道视紫红质基因导入大鼠的特定神经细胞中。实验结果显示,当蓝光照到这些神经细胞时,神经元被激活并触发强烈信号;光线关闭时,神经元立即安静下来。这项技术不仅精准迅速,而且无副作用。

随后,戴瑟罗斯团队在活体小鼠的大脑中成功应用了这一技术,展示了令人震撼的效果:通过光控开关,小鼠的行为可以被精确控制。例如,当蓝光亮起时,小鼠开始疯狂转圈;蓝光熄灭时,小鼠立刻停止。这项技术正式命名为光遗传学。

光遗传学的出现极大地推动了神经科学的发展。研究人员能够揭示控制特定记忆、感觉和行为的神经回路,甚至可以植入虚假记忆。这项技术还为治疗抑郁症、焦虑症、创伤后应激障碍、阿尔茨海默症和帕金森病等疾病提供了新的希望。临床试验中,光遗传学技术已被用于恢复视力障碍者的视力,已有盲人患者借此看到了物体轮廓。

光遗传学从根本上改变了我们对大脑的理解,每一天都带来新的发现,帮助解开人类最大的谜团之一:我们的大脑是如何运作的。从原始海洋中的单细胞藻类到实验室里被蓝光点亮的人类智慧之光,生命以一种令人热泪盈眶的方式完成了最伟大的闭环。让我们向这三位科学家致敬,向所有在未知领域默默探索的科研工作者致敬,因为他们,人类终于握住了控制命运的“光”。















