北京时间 2026 年 10 月 5 日 17 时 30 分,2026 年诺贝尔生理学或医学奖正式揭晓。卡尔・戴瑟罗斯、彼得・黑格曼与乔治・纳格尔三位科学家,凭借在光控离子通道和光遗传学领域的重大发现,共同斩获这一奖项。这项源自单细胞藻类的发现,给人类大脑研究装上了精密的 “光控开关”,彻底改写神经科学的研究方式。
光遗传学:用光给神经元 “开闸断电”大脑由海量神经元组成,我们的喜怒哀乐、记忆、动作,本质都是神经元之间传递的电信号。过去科学家只能观察大脑活动,很难精准控制某一类神经元,无法直接证明神经细胞和行为之间的因果关系。
而光遗传学,简单来说就是把一种特殊感光蛋白植入神经元。只要用特定光线照射,就能毫秒级精准打开或关闭神经元,像按开关一样控制脑细胞的激活与静息。这套技术的核心,就是光控离子通道。
最早的灵感来自微小的单细胞绿藻。这种藻类会主动游向光源,彼得・黑格曼发现,藻类细胞膜上存在一种特殊蛋白,遇到光就可以打开离子通道,把光信号快速转化成生物电信号。之后,乔治・纳格尔完成关键实验验证,证实这种蛋白放到动物细胞中,依旧可以实现光照控离子流动。卡尔・戴瑟罗斯则把这套分子工具引入神经科学,成功在活体大脑中用光调控神经元,让光遗传学真正落地,成为全球脑科学实验室的核心利器。
三位诺奖得主:一场跨越国界的接力探索这是一场三代接力、跨国合作的科学旅程,三位科学家各自承担关键任务。
卡尔・戴瑟罗斯(Karl Deisseroth),1971 年生,1998 年于斯坦福大学取得神经科学与医学双博士学位,现任斯坦福大学生物工程、精神病学与行为科学教授。作为精神科医生与工程师,他把藻类的感光蛋白转化为操控大脑的科研工具,搭建起完整光遗传学技术体系,推动这项技术走向全世界,帮助科学家研究抑郁、癫痫、帕金森等脑病的底层机制。
彼得・黑格曼(Peter Hegemann),1954 年出生,1984 年在马克斯・普朗克生物化学研究所获博士学位,现任德国柏林洪堡大学神经科学赫蒂资深教授。他率先发现藻类里的通道视紫红质,提出光控离子通道的核心假说,找到了光遗传学最本源的分子基础。
乔治・纳格尔(Georg Nagel),1953 年出生,1988 年获德国法兰克福大学博士学位,曾在耶鲁大学、洛克菲勒大学开展博士后研究,现任德国维尔茨堡大学教授。他通过蛙卵实验验证了感光蛋白的功能,证明这套来自藻类的 “光控小门”,在动物细胞中也能正常工作,为后续的大脑操控实验铺平道路。
从实验室走向未来医学光遗传学不止是实验室的科研工具,更蕴藏巨大医疗潜力。借助这项技术,科学家可以解析大脑神经环路,理解情绪、睡眠、记忆的底层逻辑。未来有望为抑郁症、精神分裂症、癫痫、阿尔茨海默病等难治的神经、精神疾病,开辟全新治疗思路。
长久以来,人类一直渴望读懂大脑的秘密。从观察趋光藻类,到用光操控神经元,三位科学家跨越国界、跨越学科的接力探索,用一束微光,叩开了人类大脑的神秘大门。