三位科学家因将藻类蛋白质转化为神经细胞“开关”的突破性技术，荣获2026年诺贝尔生理学或医学奖。10月5日，瑞典卡罗琳医学院宣布，美国科学家卡尔·戴塞洛斯、德国科学家彼得·黑格曼和格奥尔格·纳格尔因在光门控离子通道和光遗传学方面的发现而获奖。三人将平分1200万瑞典克朗的奖金。诺贝尔生理学或医学奖委员会主席Per Svenningsson表示，光遗传学提供了一种前所未有的大脑图谱绘制方式，标志着神经科学新纪元的到来。这项技术使科学家能够在活体大脑中精准控制单个神经细胞的活动，揭示了神经回路如何塑造记忆、情感与行为。目前，该方法已在世界各地实验室广泛应用，并在临床领域尝试用于恢复视障患者的视力。
研究起点源于Peter Hegemann对单细胞藻类莱茵衣藻如何感知光源并游向光线的好奇。21世纪初，他与Georg Nagel共同发现了一种名为光敏感通道蛋白的藻类蛋白质，当蓝光照射时，这种蛋白质内部的通道开放，带电离子涌入细胞产生电信号。他们还发现，无论将这种蛋白质引入哪种细胞，该细胞都会对光产生敏感反应。2003年，Nagel、Hegemann与Ernst Bamberg教授团队进一步证实，在动物细胞中表达的光敏感通道蛋白-2确实可在光的作用下调控离子进出，成为一种强大的工具。Hegemann现任职于德国柏林洪堡大学，相关发现完成于德国马丁斯里德马克斯·普朗克生物化学研究所。Nagel则为德国维尔茨堡大学分子植物生理学教授，相关发现完成于法兰克福马克斯·普朗克生物物理研究所。
将这一基础发现推向实际应用的是美国科学家Karl Deisseroth。读到上述论文后，时任斯坦福大学博士后的Deisseroth与博士生Edward Boyden迅速与Nagel团队合作，将ChR2引入神经元。Deisseroth解决了ChR2在神经细胞膜上稳定表达的问题，Boyden开发出可精准控制光线的光纤系统。2004年8月4日凌晨1时，Boyden在显微镜下对表达ChR2的神经元施加蓝光刺激，第一个被测神经元随即在数毫秒内产生了稳定的动作电位，标志着现代光遗传学技术的雏形诞生。2005年，Deisseroth发表了这一突破性成果，两年后实现了在活体小鼠大脑中用光控制神经细胞的目标，标志着光遗传学技术正式进入实验应用阶段。Deisseroth生于1971年，目前担任霍华德·休斯医学研究所及斯坦福大学的D.H. Chen讲席教授，研究涵盖生物工程、精神病学与行为科学。
此后，光遗传学领域快速发展，其意义已超越基础研究范畴，正在向临床医学延伸。2005年12月，Nagel与Alexander Gottschalk教授的联合团队首次用光遗传学方法改变了线虫行为；2006年，潘卓华教授课题组使视网膜病变小鼠重塑了对光的反应；2007年，冯国平教授课题组报道了稳定表达ChR2-YFP的转基因小鼠体系。通过这一技术，研究人员得以揭示与神经系统疾病及精神疾病相关的特定记忆、情感和行为背后的神经回路。在临床层面，研究人员正在尝试利用该方法为视力受损患者恢复视觉功能。“光遗传学”这一术语直至2006年才首次出现于学术论文，但相关研究已迅速席卷全球实验室。卡罗琳医学院指出，光遗传学从根本上改变了我们对大脑的理解，每天都有新发现涌现，帮助人类解开大脑运作这一终极谜题。颁奖典礼将于12月10日在斯德哥尔摩举行。
