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2026 年诺贝尔生理学或医学奖颁给光遗传学,如何理解这项「用光精准控制大脑」的技术?

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2026年诺贝尔生理学或医学奖官方插图,用光控制神经细胞(图源:诺贝尔奖官网,© The Nobel Committee for Physiology or Medicine)

2026年诺贝尔生理学或医学奖,北京时间10月5日公布,瑞典卡罗琳医学院把奖给了三个人,美国的卡尔·戴塞罗思,德国的彼得·黑格曼和格奥尔格·内格尔。

获奖理由听着相当不实用,表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。

翻译成人话,他们搞明白了怎么用一束光,去精准打开或关闭大脑里的神经细胞。

这是今年发出的第一个诺奖,接下来几天,物理、化学等奖项会陆续揭晓。

先说这事儿的起点有多不起眼。

一种单细胞藻类,衣藻,池塘水里的常客,肉眼都未必看得见。

黑格曼琢磨的问题是,这小东西凭什么会往亮的地方游?

就这么个看起来连立项都费劲的问题,最后接住了一个诺贝尔奖。

他和内格尔在21世纪初发现,衣藻身上有个特殊蛋白,叫通道视紫红质。

蓝光一照,蛋白上的离子通道像门一样打开,带电离子涌进细胞,电流就来了。

为了验证这不是衣藻的独家绝技,他们把衣藻的基因塞进青蛙卵细胞里做测试,照样感光。藻类游了几亿年的小把戏,被人拆下来装到了别的细胞上。

戴塞罗思接着干了件狠活。

他把这个基因导入大鼠的神经细胞,蓝光一照,神经信号如期而至。

这是2005年的事,论文刚发出来的时候,估计连他自己都没料到这扇门后面有多大。

两年后,他把这套光控开关搬进活体小鼠的大脑,光纤一插,想点亮哪团神经,就点亮哪团。



把通道视紫红质基因导入神经细胞,再用光纤在活体小鼠脑内点亮神经信号(图源:诺贝尔奖官网科普材料)

这位老兄的身份也值得说一句,他在斯坦福既是生物工程教授,也是精神科医生。

白天面对抑郁的病人,晚上回到实验室给大脑装开关。

为什么某些药片对有的人管用、对有的人不管用,光遗传学给出的答案,比任何问卷都诚实。

在这之前,神经科学家是怎么干活的?

20世纪的老办法,基本是看着某个脑区亮起来,然后猜这跟记忆、情绪有关系。

相关性能看个八九不离十,因果却够不着,你没法证明到底是这团细胞管记忆,还是它旁边那团。

光遗传学把这一页翻过去了。

光一照、开关一按,证据直接摆在台面上。相关是看见,因果是按开关。

诺奖委员会的评价是,光遗传学让绘制大脑图谱从梦想变成了日常操作。

顺带说一句,这跟脑机接口不是一码事,电极插进去,碰着谁算谁,光可是带着基因说明书去的,只按某一类细胞的门铃,一按,隔壁细胞睡它的,谁也不吵谁。

我是教材料的,看到这种借来的开关总觉得亲切。

搞材料的人有个共识,好东西未必是为你的用途而生的。

石墨烯当年是拿胶带一层层撕出来的,谁能想到它后来搅动了整个电子工业。

藻类的感光蛋白也一样,人家本来只是用来趋光的,结果成了打开人脑的钥匙。

大自然的工具箱,人类才翻开第一页。

搞科研的都熟悉一种评审意见,方向挺好,就是离应用远了点。

这话不能算错,可科学史偏偏不按这个逻辑写。

临床上已经在动的事更实在。

研究人员正试着用它帮视网膜疾病患者恢复部分视觉,疼痛、阿尔茨海默病背后的神经机制研究也在用这套工具。

诺奖评委、卡罗琳医学院的潘嫱教授对新华社说,这项技术展现出了临床应用潜力。

三个人平分1200万瑞典克朗,约合800万元人民币。

钱不算惊天动地,但这个奖背书的是一条全新的路,往后几十年的神经科学,恐怕都得沿着这束光走。

从2005年那篇论文到2026年的诺奖,中间隔了21年。

这21年里要是有人中途问一句,这研究什么时候能有产出,没人答得上来。

光伏效应刚被发现的时候没人想过屋顶,激光刚问世的时候被同行调侃是到处找问题的解决方案,后来一个铺进了千家万户,一个撑起了半个信息时代。

基础研究从立项到兑现,二十年的间隔不是例外,是常态。

基础研究的用处,恰恰在你问出口那一刻还没长出来。

你永远不知道哪块没用的石头底下,压着打开下一个时代的门的钥匙。

以上。

我是夏夏回来了。一名高校老师,深耕教育十数载。热切关注所有和学校教育有关的话题。如果您有和我一样或不一样的想法,欢迎和我交流。

感谢阅读。

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