为绘制大脑图谱提供梦想机会！诺贝尔委员会详解为何今年拿奖的是光遗传学

当地时间10月5日，瑞典卡罗琳医学院宣布，将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·戴塞洛斯、彼得·黑格曼、格奥尔格·纳格尔三位科学家，以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。获奖者将平分1200万瑞典克朗奖金。

诺贝尔奖委员会在介绍获奖成果时写道：“2026年诺贝尔生理学或医学奖授予光遗传学——一种能够揭示活体大脑中神经细胞如何塑造记忆、情感和行为的方法。”黑格曼和纳格尔在一种单细胞藻类中发现了一种非凡的蛋白质——通道视紫红质。戴塞洛斯将该蛋白质改造为一种可由光控制的神经细胞开关。这些获奖者为神经科学的新时代奠定了基础。

大脑如何调控情绪、行为以及身体的功能，长期以来一直是个谜。20世纪时，研究人员开始研究大脑的哪些区域负责控制哪些功能，但由于所使用的方法限制，无法证明其中的因果关系。

“光遗传学为绘制大脑图谱提供了我们曾经只能梦想的机会。”诺贝尔生理学或医学奖委员会主席佩尔·斯文宁松表示。

光遗传学是一种将遗传学与光学结合起来的神经科学技术：研究人员通过基因工程让特定细胞表达光敏蛋白，再利用特定波长的光控制这些细胞的活动。如今，光遗传学已经成为研究神经元活动与行为之间因果关系的重要工具之一。

黑格曼长期研究单细胞绿藻莱茵衣藻的光感受机制，并在20世纪90年代初提出一个关键假设：衣藻的光感受器可能本身就是一个能够控制离子流动的蛋白质。这个假设当时饱受质疑。为了验证猜想，黑格曼联系了纳格尔。2001年至2003年间，两人合作研究莱茵衣藻，最终发现并鉴定了两种光控离子通道：通道视紫红质-1和通道视紫红质-2。

他们发现，在光照之后，ChR2会直接打开细胞膜上的离子通道，让离子快速通过，而且无论将这种蛋白放入哪种细胞中，那些细胞都会变得对光敏感。2003年，他们发表实验成果，提出ChR2可以作为工具，借助光线在细胞中诱发电脉冲，为后来控制神经元埋下了伏笔。

戴塞洛斯既是神经科学家，也是精神科医生，目前是斯坦福大学教授。他长期关注某一类神经元到底如何导致某一种行为、情绪或者疾病这一核心问题。2005年，戴塞洛斯和同事发表关键研究，将来自微生物的光敏蛋白导入哺乳动物神经元。2007年，他进一步让这一光控开关在活体小鼠的大脑中发挥作用。此后光遗传学迅速发展，全球数千个实验室得以利用这一技术研究脑疾病和精神疾病，研究人员也在尝试用这种方法帮助视力受损的人恢复视力。