三名科学家获诺贝尔生理学或医学奖

　　2026年诺贝尔生理学或医学奖公布现场 新华社发

　　瑞典卡罗琳医学院5日宣布，将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家卡尔·戴塞罗思、德国科学家彼得·黑格曼和格奥尔格·内格尔，以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。

　　这项改变神经科学研究范式的突破，起点并不是大脑，而是一种单细胞绿藻。科学家从藻类感知光线的机制中找到了能够被光直接控制的离子通道，并进一步把这一“开关”移植到神经元中。从此，光能够在特定时间精准调控特定神经细胞。昨日，南京大学生命科学学院副院长、教授、博士生导师朱景宁应邀接受采访，对这项开启神经科学研究新时代的发现进行解读。

　　扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

　　一个“光控开关”是怎样给神经元装上的

　　长久以来，大脑如何产生记忆、情绪和行为，一直是神经科学试图回答的核心问题。过去，科学家可以记录脑活动，也可以通过电刺激、药物等手段干预神经元，但这些方法往往难以同时兼顾细胞类型的特异性和时间上的精准性。

　　而光遗传学提供的方案截然不同。单细胞绿藻莱茵衣藻能够感知光并改变游动方向，靠的是一类特殊的感光蛋白：通道视紫红质。2002年，黑格曼和内格尔等人在这种藻类中发现了通道视紫红质，并证明这类蛋白本身就是可以被光直接打开的离子通道。蓝光照射后，离子跨膜流动，光信号被转化成生物电信号。这就是光遗传学最原始的分子基础。

　　更重要的是，把编码这种蛋白的基因导入其他细胞后，这些原本没有光电反应的细胞也能获得光敏感性。如果打个比方，相当于科学家从藻类身上找到了一个“光控开关”，装到原本不感光的别的细胞上，蓝光一照，开关就被打开，细胞的电活动随之改变。

　　真正改变神经科学的，是把这个“光控开关”装进神经元。2005年，戴塞罗思团队将通道视紫红质基因导入培养的大鼠神经元，用蓝光以毫秒级精度成功触发了神经元放电；2007年，他又让这个“光控开关”在活体小鼠大脑中工作。诺贝尔委员会的表述是：他把这个蛋白“转化为神经细胞的光控开关”。戴塞罗思还搭建起完整的光遗传学技术体系，如今全球上万间实验室使用这套技术，探索抑郁症、癫痫、帕金森病等神经精神疾病的发病机制。

　　热门了十多年，为什么今年才获诺奖

　　这项技术听上去更像是控制，为什么叫“光遗传学”？朱景宁解释，这里的“遗传学”是指它主要采用基因工程等遗传学工具，让特定类型的神经细胞表达光敏蛋白。光遗传学，就是先用遗传学方法决定给谁装“开关”，再用光决定什么时候打开或关闭“开关”。

　　光遗传学并非一夜成名。戴塞罗思团队2005年的奠基性论文，最初曾被《科学》和《自然》拒绝送审，后来转投至《自然-神经科学》时，也有审稿人评价：“这个方法虽然花哨、有些前景，但在我看来，没有明显的问题需要用到它。”

　　在随后的二十多年里，光遗传学迅速从一个“花哨的技术”变成了现代神经科学的标配工具。从线虫、果蝇、斑马鱼到小鼠、大鼠和非人灵长类动物，科学家利用它研究感觉、运动、睡眠、记忆、奖赏、情绪和社会行为。“在很多神经环路研究中，光遗传学已经成为非常重要的工具。”朱景宁说。

　　从基础研究到临床还有多远

　　尽管光遗传学已经深刻改变基础神经科学，但要把它直接变成人类脑疾病的治疗方法，仍面临不少障碍。朱景宁介绍，首先，需要把编码光敏蛋白的基因安全、稳定并有选择性地送入人体特定神经细胞；其次，光还必须能够到达目标细胞。对于深部脑区，这往往涉及植入光纤或其他光学器件。长期基因表达、免疫反应和光刺激的安全性也需严格验证。

　　朱景宁认为，光遗传学目前最成熟的应用仍在基础研究中。就近期临床转化而言，他个人更看好无创脑机接口等神经调控技术的发展前景。

　　目前，光遗传学直接用于人体的探索中，进展较快的是视觉修复，以部分恢复严重视网膜退行性疾病患者的视觉功能。不过，它更重要的作用，是帮助科学家找到疾病真正涉及的细胞类型和神经环路，再据此寻找药物、脑刺激或其他治疗靶点。即使最终进入临床的不是“光”本身，光遗传学揭示的机制仍然可能改变疾病治疗。