北京时间10月5日17时30分，2026年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典卡罗琳医学院揭晓。美国霍华德·休斯医学研究所研究员、斯坦福大学教授卡尔·戴塞洛斯、德国柏林洪堡大学教授彼得·黑格曼和德国维尔茨堡大学教授格奥尔格·纳格尔共同获得这一奖项，以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。
两位德国科学家从一种追着光游泳的绿色小藻身上找到了感光蛋白，戴塞洛斯则将其改造成神经细胞的“光控开关”。这项名为光遗传学的技术正在改变人类对大脑的理解。简单来说，光遗传学就是给脑细胞装上“光控开关”，然后用光去遥控它们。
故事始于20世纪90年代初，当时在马克斯·普朗克生物化学研究所工作的黑格曼注意到单细胞绿藻衣藻会游向光源。他测量了衣藻眼点被照亮时的反应，发现光照后仅半毫秒就出现了电信号。相比之下，人眼看东西至少需要10毫秒。因此，黑格曼提出假说：衣藻体内有一个单一蛋白，既能捕获光，本身又是离子通道。
为了验证这个假说，科学家们花费了十余年时间。最终，通过基因测序数据，黑格曼团队找到了两个候选基因，并与纳格尔合作进行了实验。他们将这些基因注入青蛙的卵细胞，证实了这些蛋白遇光即开，是真正的光门控离子通道。两人将其命名为“通道视紫红质”（channelrhodopsin），其中二号蛋白（ChR2）反应尤其迅速：蓝光照射后0.2毫秒内通道打开，正离子涌入，电流产生。更令人惊喜的是，把ChR2基因导入人类肾细胞后，肾细胞也变成了光敏细胞。2003年，两人发表了结果并提出这种蛋白可以成为用光在细胞中触发电脉冲的强大工具。
斯坦福的年轻科学家戴塞洛斯对此非常感兴趣。他曾想成为神经外科医生，但精神科病房里患者的痛苦深深触动了他。他认为要理解这些疾病，必须看到神经细胞在活体大脑中如何工作。于是，他向纳格尔索要ChR2的基因，导入大鼠神经细胞，用蓝光照射，细胞立即产生了神经信号。2005年，这一成果发表；2006年，这项技术被命名为光遗传学。
2007年，戴塞洛斯团队将光敏蛋白基因导入小鼠大脑中控制运动的运动皮层，成功触发了小鼠的胡须运动，并用光唤醒了熟睡中的小鼠。同年，研究团队还激活了小鼠的“记忆印记”，首次确切证明哪些神经细胞是某段特定记忆所必需的。
如今，光遗传学已成为神经科学实验室的常用工具。借助它，科学家找到了控制痛觉、社交、口渴、进食、奖励和注意力的神经回路。临床试验中，视网膜色素变性导致的失明患者植入类似光敏蛋白后，借助特殊眼镜已能分辨并抓取桌上的物品。
中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所建成了光遗传技术研发与资源共享平台，该技术体系已辐射境内外超1300家次实验室。其“光控大脑”技术已实现癫痫、帕金森病动物模型的精准干预。在深圳的光明科学城，脑解析与脑模拟重大科技基础设施将于2024年12月启动运营，为脑疾病诊疗与脑机接口产业提供平台支撑。
诺贝尔生理学或医学奖委员会主席佩尔·斯文宁松表示：“光遗传学提供了绘制大脑图谱的机会，这是我们过去只能在梦中想象的。”
