光遗传学为何摘得诺奖桂冠？从感光绿藻到盲人眼中的微光，这项技术正在改写我们对大脑的理解

10月5日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家：美国斯坦福大学和霍华德·休斯医学研究所的卡尔·戴瑟罗斯（Karl Deisseroth）、德国柏林洪堡大学的彼得·黑格曼（Peter Hegemann），以及德国维尔茨堡大学的格奥尔格·纳格尔（Georg Nagel）。获奖理由是“发现光门控离子通道与光遗传学”，1,200万瑞典克朗奖金由三人平分。

黑格曼生于1954年，纳格尔生于1953年，两人都是生物物理学家。按诺奖官方的说明，他们获奖的核心发现，分别完成于马丁斯里德的马普生物化学研究所和法兰克福的马普生物物理研究所。戴瑟罗斯生于1971年，在斯坦福先后拿下神经科学博士和医学博士学位，至今仍是一名在一线接诊的精神科医生。

图丨三位诺奖得主：戴瑟罗斯、黑格曼、纳格尔

诺奖委员会用一句话概括了三人的贡献：黑格曼和纳格尔在单细胞绿藻中发现了通道视紫红质（channelrhodopsin），戴瑟罗斯则把它改造成了控制神经细胞的光控开关。研究人员把这种蛋白的基因导入特定类型的神经元，再用光照射，就能在毫秒级别让这些细胞精准放电，进而观察动物的行为、情绪与记忆会随之发生什么变化。这套方法，后来被称为“光遗传学”（optogenetics）。

回头看，光遗传学并不是某个人灵光一现的产物。在很长一段时间里，有三拨人各自埋头做着互不相干的研究：生物物理学家研究微生物如何利用光能，藻类学者探究绿藻为什么会趋光，而神经科学家则苦于找不到一种精准干预大脑的方法。这三条平行的研究路线，直到2003年前后才在短短几年内汇聚到一起。而要讲清这段历史，得先从神经科学家当年的困境说起。

电极分不清细胞

用电刺激来探究大脑功能，至少可以追溯到1870年。那一年，德国生理学家古斯塔夫·弗里奇（Gustav Fritsch）与爱德华·希齐希（Eduard Hitzig）用微弱电流刺激狗的大脑皮层，引起了对侧肢体的运动，第一次证实大脑皮层存在专门负责运动的区域。

到了二十世纪三四十年代，加拿大神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）在为癫痫患者实施开颅手术时，用电极逐点刺激清醒病人的皮层表面。有的病人会感到手指发麻，有的则会突然回忆起很久以前的琐事。

这类实验能够回答“刺激这里会发生什么”，却回答不了“究竟是哪种细胞在起作用”。电极尖端周围的所有神经元，不论类别、不论突触连向哪里，都会被无差别地激活，就连路过的神经纤维也会受到影响。此外，另外两种常用手段损毁脑区和注射药物，也各有缺陷：前者不可逆，后者往往需要几分钟才起效，而神经元本身的放电是以毫秒计算的。

此后几十年，电生理记录和脑成像技术越来越灵敏，研究者能清楚看到某个脑区在动物做出某种行为时变活跃了，却始终证明不了“正是这些细胞活动引发了该行为”。

1979年，DNA双螺旋结构的发现者之一弗朗西斯·克里克（Francis Crick）在《科学美国人》上撰文展望脑科学的前景。他明确提出，神经科学迫切需要一种新方法，能够只激活或关闭特定类型的神经元，同时让周围的其他细胞不受干扰。1999年，他又在一篇文章中把设想往前推了一步：在清醒动物体内快速控制某类神经元的开闭，最理想的信号可能是光。但克里克自己也坦承，这个想法听起来“相当牵强”。

站在后来的角度看，这样一件理想的工具必须同时满足几个严苛的条件：首先，它必须能通过基因手段送入特定类型的细胞，以此实现细胞层面的精准操控；其次，它必须足够快，能跟上神经元毫秒级的放电节奏；最后，它最好是一个单独的蛋白，不需要额外注入复杂的化学物质。最终满足所有这些条件的，正是一种来自绿藻的蛋白。而寻找它的漫长旅程，要从二十世纪七十年代的一种古菌讲起。

高盐古菌里的光驱动泵

1971年，在美国加州大学旧金山分校工作的迪特尔·厄斯特黑尔特（Dieter Oesterhelt）和瓦尔特·施托克纽斯（Walther Stoeckenius）报告了一项发现：一种生活在高盐环境里的古菌，细胞膜上带有一种紫色蛋白，它和动物视网膜里的视紫红质类似，也结合着视黄醛。他们将其命名为“细菌视紫红质”（bacteriorhodopsin）。1973年，两人进一步证实，这种蛋白在光照下能直接把质子泵出细胞。

这一发现表明：仅凭单个蛋白质，光就能直接驱动离子穿过细胞膜。动物眼睛里的视紫红质完全不是这样工作的，动物感光细胞吸收光子后，信号必须经过G蛋白、各种酶以及第二信使的层层级联传递，最后才关闭膜上的离子通道。

诺奖委员会在介绍中提到，人眼从感知光线到产生电信号，至少需要10毫秒以上，而且整套机制极度依赖感光细胞特有的整套辅助分子，很难直接搬到其他细胞里去用。相比之下，微生物的视紫红质把“感知光线”和“搬运离子”合在了一个分子里。到了七十年代末，研究者又在同类古菌中发现了卤视紫红质（halorhodopsin），它在光照下能将氯离子泵入细胞内部。

在此后的二十多年里，这些蛋白主要被用于生物能量学和膜蛋白结构的研究，几乎没人会把它们和大脑功能联想在一起。但后来推动光遗传学诞生的两位核心德国学者，恰恰都是从这个领域走出来的。

黑格曼于1984年在马普生物化学研究所获得博士学位，他的导师正是厄斯特黑尔特。纳格尔则在法兰克福的马普生物物理研究所师从恩斯特·班贝格（Ernst Bamberg）攻读博士，之后赴耶鲁大学和洛克菲勒大学做博士后研究，随后又回到法兰克福。1995年，纳格尔把细菌视紫红质的基因注射到非洲爪蟾的卵母细胞中，让这种外源蛋白在卵细胞膜上成功表达，再用微电极直接测量光照引起的电流。这套在当时看起来普通的电生理实验技术，几年后成了鉴定通道视紫红质功能的关键平台。

绿藻的反应快得反常

莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）是一种单细胞绿藻，靠两根鞭毛游动，细胞表面有一个微小的橙色“眼点”。如果把它们放在培养皿里，只从一侧给光，整群绿藻就会慢慢朝着光源方向聚拢。1984年，美国生物物理学家肯尼斯·福斯特（Kenneth Foster）的实验室用一种失去趋光性的突变体做实验，发现外源补充视黄醛后，绿藻重新恢复了趋光性，这说明绿藻感光依靠的也是某种视紫红质。差不多就在这时，刚博士毕业的黑格曼加入福斯特的实验室，开始研究这一感光过程背后的电信号。

（来源：The Nobel Committee for Physiology or Medicine）

回到德国后，黑格曼和同事用微电极记录绿藻眼点在受光时的电流变化。他们惊讶地发现，光照射到眼点后仅约半毫秒，电信号就已经产生，这比人眼的感光速度快了整整二十倍以上。九十年代初，黑格曼据此大胆推测：在绿藻体内，捕获光子的受体与允许离子通过的通道，极有可能就是同一个蛋白，中间没有任何信号放大和传递的延时环节。这个假说在当时并不受同行待见，因为在已知的所有离子通道中，还没有一种能直接感知光线。

要验证这个假设，就必须把这个蛋白质分子分离出来，而这一步生生卡了将近十年。绿藻眼点里的感光蛋白含量极其微量，且一脱离天然细胞膜就迅速失活。黑格曼团队尝试了各种传统的生化提纯方法，无一例外都失败了。真正的转机来自基因组学的发展。

2000年前后，日本学者公开了莱茵衣藻数千个基因的表达序列标签（EST），黑格曼团队在数据中筛出了两段与细菌视紫红质高度相似的基因序列。几乎在同一时期，美国得克萨斯大学约翰·斯普迪奇（John Spudich）团队和一个日本研究组也各自独立找到了这两段序列。

黑格曼随即把这两个基因寄给了纳格尔。纳格尔拿出自己擅长的爪蟾卵表达系统进行测试，在施加光照的瞬间，电极精准测到了电流。2002年，纳格尔、黑格曼与班贝格等人在《科学》杂志发表论文，证实第一个蛋白在绿光照射下会打开通道让质子流入细胞，并正式将其命名为“通道视紫红质-1”（ChR1）。

（来源：The Nobel Committee for Physiology or Medicine）

2003年，该团队又在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上报告了“通道视紫红质-2”（ChR2）。ChR2对蓝光敏感，按照诺奖委员会的描述，在爪蟾卵细胞上，光照后不到0.2毫秒通道便能开放，钠离子等阳离子随即快速涌入。他们进一步把ChR2导入人胚胎肾细胞（HEK）和仓鼠肾细胞（BHK），这些哺乳动物细胞同样在蓝光照射下产生了明显的电信号。

黑格曼十年前的假说终于得到了彻底证实。更重要的是，这为光遗传学补齐了最关键的一块拼图：一个单一蛋白，既是感光探头，又是离子通道。纳格尔等人在2003年的那篇论文里特意指出，ChR2有望成为调控细胞膜电位的重要工具，尤其是在哺乳动物细胞中。十年后两人在一篇回顾文章中坦言，当年设计这些实验时，他们完全没料到这项关于绿藻趋光性的基础工作，有朝一日会引起医学界的广泛关注。

2004年夏天的一盘神经元

在神经科学领域，也有人在寻找类似的工具，只不过起初走的是别的路子。2000年春天，斯坦福大学钱永佑（Richard Tsien）的实验室里，经常有两个年轻人深夜讨论学术。一个是刚从麻省理工学院物理与电子工程专业毕业、来斯坦福攻读神经科学博士的爱德华·博伊登（Edward Boyden）；另一个则是在该实验室做课题、攻读医学与哲学双博士学位的戴瑟罗斯。

他们最初设想的方案，是把对机械牵拉敏感的离子通道装进神经元，在通道上挂上磁珠，再用外加磁场牵引磁珠来控制神经元开闭。但这套方案需要反复往大脑里注射磁珠，还必须配置专用的磁场发生器，因此一直停留在纸面计算阶段。2000年5月，博伊登曾向研究古菌蛋白的同行索要过卤视紫红质的基因，想尝试用它来抑制神经元放电，但随后因为要忙博士毕业课题，这个计划暂时搁置了。

其他实验室起步更早。2002年，奥地利神经科学家格罗·米森伯克（Gero Miesenböck）发表论文，把果蝇视觉通路中的三个基因一同转入培养的哺乳动物神经元，首次利用遗传学手段让原本不感光的神经细胞对光产生了反应。但这套系统依赖三个蛋白逐级接力，受光后需要延时数秒神经元才开始放电，在时间精度上远达不到实验要求。米森伯克团队随后调整方向，于2005年通过优化方案实现了用光照射促使果蝇产生逃跑行为。

2004年，加州大学伯克利分校的埃胡德·伊萨科夫（Ehud Isacoff）、理查德·克雷默（Richard Kramer）和德克·特劳纳（Dirk Trauner）等人则选择了一条化学生物学路线：在改造后的钾离子通道上连接一个人造的光敏开关分子，实现了快速、可逆的神经调控。这两条技术路线都证明了“用光操纵神经元”是可行的，只是前者响应太慢，后者必须向脑组织内额外注射人工合成的化学分子。

ChR2的横空出世，让问题迎刃而解。2003年秋，在罗伯特·马伦卡（Robert Malenka）实验室做博士后的戴瑟罗斯重新找到博伊登，商讨日后合作开发控制神经元的方法。博伊登读到了纳格尔关于ChR2的那篇论文，在2004年2月建议直接找纳格尔要基因。3月，戴瑟罗斯致信纳格尔建立合作，顺利拿到了ChR2的质粒。

（来源：The Nobel Committee for Physiology or Medicine）

纳格尔寄来的不仅是基因本身，他还提前把ChR2与黄色荧光蛋白（YFP）融合在一起，便于在显微镜下追踪表达情况；随信还附带了一个不易失活的突变株，并贴心地告知他们：表达ChR2的哺乳动物细胞内部通常已有足够的视黄醛，似乎不需要额外添加。诺奖委员会在官方科学背景文件中专门指出，纳格尔的这个重要细节提示，让后续实验的难度大大降低。

随后，戴瑟罗斯负责把ChR2导入体外培养的大鼠海马神经元，摸索让神经细胞稳定表达这种外来蛋白的实验条件。根据博伊登2011年发表的回忆文章，2004年8月4日凌晨1点左右，他在钱永佑实验室的一台膜片钳电生理设备前，向表达了ChR2的神经元打出蓝光脉冲。记录的第一个神经元就跟着光脉冲产生了精确的动作电位。戴瑟罗斯后来感叹，把绿藻基因直接装进神经元，在当时看来是风险最高的路线，但最后证明它是最行之有效的一条。

2005年1月，戴瑟罗斯在斯坦福升任助理教授，他的第一位研究生、化学专业一年级的张锋，将ChR2改造组装进慢病毒载体中，使得该蛋白在神经元中的表达效率大幅提高。

这篇划时代论文的发表过程却一波三折。手稿最初投给《科学》杂志，但被拒稿，审稿意见认为文章除了证明ChR2能在神经元里工作外，并没有带来全新的生物学发现。团队转投《自然》杂志后，稿件被分流至子刊《自然-神经科学》，最终于2005年8月正式在线发表。这篇论文的第一作者是博伊登，第二作者是张锋，班贝格、纳格尔和戴瑟罗斯列为共同作者。它在后来被公认为光遗传学正式诞生的奠基之作。

事实上，当时想到这一步的远不止斯坦福团队。美国韦恩州立大学的华人视觉科学家潘卓华，早在2004年2月就把ChR2成功转入了小鼠视网膜神经节细胞，让这些细胞对光产生电反应。他的初衷是帮助感光细胞已经退化死亡的失明患者重见光明，但论文投稿屡次遭拒，历经曲折后才于2006年4月发表在《神经元》（Neuron）杂志上。

此外，在2005年11月至12月间，日本东北大学八尾宽（Hiromu Yawo）团队、美国斯特凡·赫利茨（Stefan Herlitze）与林恩·兰德梅瑟（Lynn Landmesser）团队，以及纳格尔与法兰克福的亚历山大·戈特沙尔克（Alexander Gottschalk）团队，也相继发表成果，分别在海马脑片、鸡胚脊髓以及线虫体内实现了基于ChR2的光控神经活动。博伊登后来在文章中写道，那个想法在当时“显然已经在空气中弥漫”。

正是因为这项技术汇聚了多团队的持续接力，光遗传学在后来的学术荣誉分配上一直充满复杂博弈。2013年，欧洲“大脑奖”（The Brain Prize）将奖项同时颁给了班贝格、博伊登、戴瑟罗斯、黑格曼、米森伯克和纳格尔六人。2021年的拉斯克基础医学研究奖，则授予了厄斯特黑尔特、黑格曼和戴瑟罗斯，纳格尔未在其列。

由于诺贝尔奖单项获奖人数最多为三人的硬性限制，这一次评奖委员会最终挑出了发现通道视紫红质的黑格曼与纳格尔，以及将它确立为神经科学关键工具的戴瑟罗斯。博伊登、班贝格、米森伯克以及潘卓华均无缘奖项。至于后来因CRISPR基因编辑闻名业界的张锋，在2020年诺贝尔化学奖揭晓时也未能进入获奖名单。

从胡须、睡眠到记忆

撇开学术圈的优先权之争，回到技术本身：在培养皿里证明光能控制神经元，其实只迈出了第一步；要真正用它去探究动物的复杂行为，前面还有很长的路要走。

2006年，戴瑟罗斯与米森伯克等人在一篇综述中，正式确立了“光遗传学”（optogenetics）这一专业术语。接下来的技术难题，是如何把光源稳定导入活体动物的大脑深处。戴瑟罗斯团队的解决方案是把激光二极管连接在一根极细的光纤上，通过颅骨钻出的小孔将其插进脑内。2007年，他们把ChR2表达在小鼠运动皮层的某一类特定神经元上，脑内的光纤一亮，小鼠嘴边的胡须便精准地随之颤动。

（来源：The Nobel Committee for Physiology or Medicine）

同年，他们与斯坦福大学的路易斯·德莱塞亚（Luis de Lecea）合作，把ChR2导入下丘脑分泌下丘脑泌素（hypocretin，也称食欲素）的神经元内。通过光照刺激这群细胞，处于熟睡中的小鼠更容易被唤醒。学界此前虽然知晓这类神经元与清醒状态有关，但这还是首次有实验直接证实：仅凭这群细胞自身的放电，就足以把动物从睡眠中拉回清醒。

既然能用光开启神经元，自然也需要能随时关闭神经元的手段。2007年，戴瑟罗斯实验室的张锋等人，与已在麻省理工学院任教的博伊登及韩雪（Xue Han），在数周内先后发表论文，利用来自另一种古菌的卤视紫红质，实现了让神经元在黄光照射下迅速停止放电的抑制效果。

ChR2对蓝光敏感，卤视紫红质对黄光敏感，这意味着科学家可以把两套系统同时装进同一批神经细胞中，用一蓝一黄两种颜色的光，随意控制神经细胞的兴奋或沉寂。二十世纪七十年代在极端古菌中发现的那批离子泵，在这时终于发挥了用武之地。

此后，全球各实验室不断从各类微生物中挖掘出更多视蛋白，并通过分子突变改造，陆续开发出对红光敏感、关闭速度更快、或能长时间保持激活的新变体，构建起一个极其庞大的光遗传学工具箱。2010年，《自然-方法》（Nature Methods）将光遗传学评选为年度技术方法。

当工具逐渐成熟，神经科学领域很多悬而未决的因果问题终于迎来了明确的解答。2012年，麻省理工学院利根川进（Susumu Tonegawa）实验室与戴瑟罗斯合作，在小鼠海马体中给形成恐惧记忆时活跃的那批神经元打上ChR2标记。随后，研究人员将小鼠带到一个完全安全的环境并用光激活这些细胞，小鼠瞬间原地僵直不动，表现得相当恐惧，宛如重返受惊现场。

第二年，该实验室又用类似的方法，成功向小鼠大脑“植入”了一段原本并未发生过的虚假恐惧记忆。“记忆印迹”（engram）储存在特定神经元集群中的假说，在学界已提出了一个多世纪；直到这一批实验完成，科学家才第一次直接观察到：仅仅人为激活一小群特定细胞，就足以重新唤起一段具体的大脑记忆。

类似的技术应用很快席卷了整个神经科学领域。研究者陆续发现，中脑里同样负责释放多巴胺的神经元，会由于接收到的上游信号输入不同，分别介导奖赏或厌恶这两种截然相反的心理体验；杏仁核向外发出的不同神经投射通路，在调控焦虑方面也可呈现完全对立的效应，一条加重焦虑，另一条则缓解焦虑；小鼠舔舐幼崽等原本被视作一个整体的抚育行为，也能被精细拆解为几条不同神经回路分别控制的子程序。

这些实证均指向同一个结论：过去被看作均质整体的脑区，其内部结构实则由无数条高度细分、功能各异的精细神经回路交错组成。光遗传学普及的势头，从论文数据中便可窥见一斑：在PubMed医学文献库中检索，标题或摘要包含“光遗传学”的论文，2006年仅有2篇，而到了2025年，这一数字已飙升至1,583篇。

然而，任何工具都有其物理与生物学边界，科学界对这些局限的认知，也是这项技术历史不可分割的一部分。用光照同时激活一大片神经元，会导致它们整齐划一地同步放电，这与大脑内部天然错落有致、时序精细的神经放电状态截然不同。此外，持续的光纤照射会使局部脑组织轻微发热，这种温度变化本身就有可能干扰神经活动并改变动物行为。

2015年，哈佛大学本采·奥尔韦茨基（Bence Ölveczky）团队在《自然》上发表研究指出，通过光遗传急性关闭某一脑区所引发的行为缺陷，往往在几天后通过永久物理损毁同一脑区时消失。这表明急性关闭所诱发的异常，一部分来源于对下游正常脑区的牵连性干扰，因此由急性操控得出的结论，在解读时必须格外审慎。

为了让光“写入”信号更贴近自然生理状态，近年来学界开始转向双光子全息光学照明技术，试图逐个点亮单个神经元。2019年，戴瑟罗斯团队仅刺激了小鼠初级视觉皮层中的大约20个目标神经元，就成功让小鼠做出了如同亲眼看到特定条纹图像一样的行为反馈。

最先走向的是盲人

光遗传学若要走向临床救治人类患者，必须同时攻克两道难关：其一，利用基因疗法把外源感光蛋白精准递送到人体靶细胞内；其二，必须有办法把光源稳定传送到这些细胞所在的位置。日内瓦大学神经科学家克里斯蒂安·吕舍尔（Christian Lüscher）在诺奖公布后接受德国《医生报》采访时指出，如果要在人类大脑中推行光遗传治疗，既要极度谨慎地评估病毒载体可能诱发的免疫排斥与长期安全性，而且通常还需要向颅内永久植入光学硬件设备。

相比之下，人类的眼睛成了唯一天然避开所有这些技术障碍的器官：光线本身就能透过屈光系统无阻碍射入眼底，基因治疗药物能直接通过眼球玻璃体腔注射精准抵达视网膜，而且眼内还具备相对独立的免疫赦免环境。

潘卓华在2006年发表的论文，早已为眼科转化指明了方向。在视网膜色素变性这类致盲性疾病中，患者视网膜上负责感光的视锥与视杆细胞会慢慢凋亡坏死，但下游负责接收并向大脑传递电信号的神经节细胞和双极细胞，往往依然存活。如果能通过基因转染让这些残存的下游细胞直接获得感光能力，就能直接绕过已经损毁的天然感光元件，重新把光信号编码输入视觉中枢。

这条转化路径的最大优势在于，它不依赖患者具体的致病基因突变。视网膜色素变性已知的致病突变基因多达几十种，针对单一基因突变的传统基因替代疗法，每一次研发只能覆盖其中一小群患者，而光遗传修复属于通用型策略。

2021年，何塞-阿兰·萨赫尔（José-Alain Sahel）与瑞士巴塞尔的博通德·罗斯卡（Botond Roska）等人在《自然-医学》杂志上，首次报告光遗传疗法让一位盲人部分恢复了视觉功能。一名患有视网膜色素变性多年、几乎完全失明的58岁男性患者，其中一只眼睛接受了携带红移通道视紫红质基因的腺相关病毒注射。

治疗后，他佩戴一副特制的医用护目镜，镜架上的摄像头捕捉外界影像，并将其转换为特定波长的琥珀色光脉冲打入眼底；经过数月的视觉重建训练，该患者成功做到了定位并用手触摸桌上放置的笔记本等物体。该项目背后的法国生物技术公司GenSight Biologics目前仍处于早期临床阶段，根据公司今年9月发布的半年报，该临床管线进度出现了一定延迟。

目前全球临床进展最快的，是位于美国达拉斯的Nanoscope Therapeutics公司。其开发的疗法MOGENRY（研发代号MCO-010），是将一种经过人工改造重组的视蛋白直接导入视网膜双极细胞中，这套系统在室内日常普通环境光下即可直接被激活，患者无需额外佩戴笨重的外置投影护目镜。

在一项包含27名受试者的多中心随机对照双盲临床试验中，两个治疗组在接受注射后第52周的视力表读数上，分别平均改善了0.337和0.382个LogMAR单位，而假注射对照组仅改善了0.050。提升0.3个LogMAR单位，大致相当于在标准视力表上多看清整整3行字母。

今年9月9日，美国食品药品监督管理局（FDA）正式受理了该疗法的生物制品上市许可申请（BLA），预计将于2027年上半年给出审批结论。如果顺利获批，它有望正式成为人类医学史上首款商业化上市的光遗传学药物。

在中国，相关的临床转化研究也在同步推进。本土创新药企星明优健研发的光遗传基因治疗药物UGX202，已在今年正式获得国家药品监督管理局（NMPA）的临床试验许可（IND），适应症同样针对晚期视网膜色素变性，其靶向的是视网膜神经节细胞。

巴塞尔分子与临床眼科研究所的本采·久尔吉（Bence Gyorgy）在接受德国媒体采访时提到，目前全球范围内共有6个针对视觉功能修复的光遗传学临床项目正在平行开展。

在视网膜之外，离临床最近的器官是耳朵。德国哥廷根大学医学中心的托比亚斯·莫泽（Tobias Moser）团队，从2007年起就全力深耕光学人工耳蜗技术的研发，试图用精准的光波束代替传统人工耳蜗的刺激电流来激活听神经纤维。光的物理空间分辨率远高于弥散的电流，研究人员希望借此帮助重度失聪患者在嘈杂的环境中听清多方交谈，甚至重新具备欣赏音乐细节的能力。莫泽表示，他们正全力推进前临床转化，争取在未来几年或下一个十年初正式启动首批人体临床试验。

至于大众最为关切的人类大脑本身，光遗传学目前所发挥的医学价值仍然是间接的。在目前的临床前转化逻辑中，科学家通常先在动物模型上利用光遗传手段，抽丝剥茧般定位出诱发帕金森病、药物成瘾或重度抑郁症的具体神经回路靶点，随后再回过头来，利用成熟的脑深部电刺激（DBS）或者特异性小分子药物去针对性干预这些回路。

吕舍尔也提醒，这种间接转化路径同样伴随着妥协与代价：脑外科植入手术的创伤和感染风险依然无法完全规避，而传统电极刺激迄今无法企及光遗传学那种区分特定细胞类型的操控精度。戴瑟罗斯在获奖当天接受美国公共广播电台（NPR）采访时感慨，光遗传学真正的核心力量，在于它能明确告诉人类到底是哪一小群细胞在主导关键功能；只要找准了这个真正的生物学靶标，人们便可以围绕它们去设计各种各样的后续治疗方案，其中自然也包括传统的小分子药物。

从克里克当年感叹用光控制脑细胞“相当牵强”，到纳格尔等人在2003年的论文末尾预言ChR2有望成为控制细胞膜电位的利器，再到那篇被《科学》无情拒稿的奠基论文在2005年艰难见刊，这项颠覆性的工具在实验室基础研究中全面铺开只用了短短几年。然而，走出实验室、真正走向人类患者的道路，却漫长得多。

二十多年过去了，人类首款光遗传学疗法仍在等待药品监管机构的最终裁决，而它所治疗的，仅仅是眼球这样一个天然就允许光线透入的表面器官。光遗传技术究竟能不能在未来的某一天安全地直接应用于人类大脑，还是会作为探路明灯永远留在动物实验中、只为其他常规疗法指明靶点细胞，时间目前尚未给出确切的答案。

参考资料：

1. https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/

2.https://www.statnews.com/2026/10/05/nobel-prize-medicine-2026-winner-deisseroth-hegemann-nagel/

3.https://med.stanford.edu/news/all-news/2026/10/deisseroth-nobel-prize.html

4.https://www.aerzteblatt.de/news/optogenetik-nobelpreis-fur-medizin-geht-an-zwei-deutsche-und-einen-us-forscher-510abec5-a600-4857-ab58-590cb6c5c33a