瑞典卡羅琳醫(yī)學(xué)院宣布，2026年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予卡爾·戴塞羅思、彼得·黑格曼和格奧爾格·內(nèi)格爾，以表彰他們?cè)诠忾T控離子通道和光遺傳學(xué)方面的發(fā)現(xiàn)。對(duì)于很多人來說，這三位科學(xué)家及其研究領(lǐng)域可能并不熟悉，但他們的工作對(duì)神經(jīng)科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

光遺傳學(xué)是一種利用光來控制神經(jīng)細(xì)胞的技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的起點(diǎn)是衣藻這種單細(xì)胞藻類。彼得·黑格曼和格奧爾格·內(nèi)格爾在衣藻表面發(fā)現(xiàn)了一種特殊的蛋白質(zhì)——通道視紫紅質(zhì)。當(dāng)藍(lán)光照射時(shí)，這種蛋白會(huì)打開一個(gè)通道，讓帶電離子流入細(xì)胞，產(chǎn)生電信號(hào)。無論將這種蛋白放進(jìn)哪種細(xì)胞，細(xì)胞都會(huì)變得對(duì)光敏感。卡爾·戴塞羅思進(jìn)一步將這種蛋白質(zhì)改造為神經(jīng)細(xì)胞的光控開關(guān)，為神經(jīng)科學(xué)的新紀(jì)元奠定了基礎(chǔ)。

光遺傳學(xué)的基本思路是通過基因工程將制造光敏蛋白的基因引入神經(jīng)細(xì)胞，使細(xì)胞膜上出現(xiàn)相應(yīng)的通道。這樣，科學(xué)家就可以用適當(dāng)波長(zhǎng)的光改變細(xì)胞活動(dòng)。2005年，卡爾·戴塞羅思和同事在培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞中證明了這種方法的可行性，并在2006年將其命名為“光遺傳學(xué)”。到2007年，研究者已經(jīng)能夠通過細(xì)光纖將光送入活體小鼠的大腦，刺激特定神經(jīng)細(xì)胞，引起胡須運(yùn)動(dòng)。這項(xiàng)技術(shù)不僅提供了一個(gè)新的“開關(guān)”，還讓科學(xué)家能夠在復(fù)雜的大腦中指定一類神經(jīng)元，精確改變它們的活動(dòng)，直接觀察行為和功能的變化。

光遺傳學(xué)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。在視覺領(lǐng)域，已有因視網(wǎng)膜色素變性失明的患者在接受光遺傳學(xué)治療并配合專用眼鏡后恢復(fù)了部分視覺功能。從衣藻到人類，光遺傳學(xué)經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)光敏蛋白、測(cè)量通道電流、控制神經(jīng)細(xì)胞，再到探索臨床應(yīng)用的過程，是一場(chǎng)跨越幾十年的科學(xué)接力。