
10月5日,瑞典卡罗琳医学院宣布,2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·戴塞罗斯(Karl Deisseroth)、彼得·赫格曼(Peter Hegemann)、格奥尔格·纳格尔(Georg Nagel),表彰他们在光门控离子通道与光遗传学领域的突破性发现。这项来自单细胞藻类的发现,把光变成控制神经细胞的“开关”,开启脑科学研究的全新时代。

长久以来,大脑如何产生记忆、情绪、行为,一直是科学界最大谜题。过去研究只能观察脑活动,很难证明神经环路和行为之间的因果关系。而光遗传学,让科学家可以用光线精准激活或抑制特定神经元,毫秒级操控脑细胞活动,解开大脑运行的底层密码。
新华社曾发文介绍,光遗传学顾名思义,是由两个环节组成的:光和遗传学。遗传学是利用能够定义单个细胞类型的遗传特征在完整的大脑里选择性地处理掉它们。而“光”则利用这些遗传特征,对分子里的DNA进行编码使其对光产生敏感性,然后将这些光敏感分子放置到神经细胞里。
文章表示,通常情况下,人类大脑是靠电来运行的,而光遗传学就是指从基因的角度衡量,选定了一些细胞,然后通过光敏感分子来精准在这些我们选定的细胞中形成电脉冲,使它们可以对光产生反应。光遗传学使得这样的一场“对话”成为可能:我们亮起灯光,细胞就会做出回应。
彼得·赫格曼(Peter Hegemann),德国洪堡大学学者。他最早在趋光单细胞绿藻中,发现一类奇特感光蛋白:通道视紫红质。藻类依靠这一蛋白感知光线、调整游动方向。赫格曼率先锁定该蛋白对应的基因,提出假说:这类蛋白是光控离子通道,受光照后可介导离子跨膜流动,把光信号转化为生物电信号,为光遗传学打下原始分子基础。
格奥尔格·纳格尔(Georg Nagel)接续赫格曼的发现,完成关键验证。他成功将通道视紫红质在动物细胞内表达,系统解析蛋白功能,证实光照可以打开离子通道、改变细胞膜电位。他证明这套来自藻类的感光分子,能够在动物细胞中正常工作。正是这项工作,证明了利用这类蛋白操控神经细胞具备可行性。
卡尔·戴塞罗斯(Karl Deisseroth),斯坦福大学教授、精神科医生,将分子发现转化为革命性科研工具。他把通道视紫红质基因导入神经元,实现用光精准控制活体动物大脑内特定神经细胞的开启与关闭。他搭建起完整光遗传学技术体系,同时开发CLARITY透明脑成像技术。如今全球上万间实验室使用这套技术,探索抑郁、癫痫、帕金森等神经精神疾病的发病机制,为脑病治疗开辟新思路。

从微小藻类蛋白,到操控大脑的科研利器,三位科学家接力完成从基础发现到技术落地的跨越。光遗传学不仅重塑基础神经科学,也推动临床转化:相关技术正在探索视力修复、神经调控疗法,有望为众多难治性脑疾病带来新方案。
诺奖评审委员会评价,三位获奖者的发现,让人类得以直接验证神经元与行为的因果关联,为理解大脑复杂功能奠定基石。
(羊城晚报•羊城派综合自光明日报、新华社、界面新闻、封面新闻)
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