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2026年诺贝尔生理学或医学奖颁发给美国史丹佛大学教授戴塞罗斯(Karl Deisseroth)、德国柏林洪堡大学教授黑格曼(Peter Hegemann)与维尔茨堡大学教授纳格尔(Georg Nagel),表彰他们在「光门控离子信道」与「光遗传学」(Optogenetics)的开创性发现。瑞典卡罗林斯卡学院诺贝尔委员会指出,光遗传学成功揭示了活体大脑中神经细胞如何塑造记忆、情感与行为,为神经科学的新时代奠定基石。
解开大脑黑箱的突破性技术
人脑拥有近900亿个神经元,过去传统的电刺激或药物干预因缺乏特异性,无法精准区分特定细胞。黑格曼与纳格尔在研究绿藻趋光性时,发现并鉴定了嵌于细胞膜上的「信道视紫红质」(Channelrhodopsin),这种感光蛋白既能接收光线又能作为离子信道。
随后,戴塞罗斯将该基因导入哺乳动物神经细胞,于2005年成功实现以光脉冲在毫秒级精准掌控神经元的兴奋与抑制,正式打开光遗传学时代。
专家与评委解析科学价值
光遗传学彻底改变了探索大脑的方式。诺贝尔委员会主席Per Svenningsson强调:「光遗传学为绘制大脑图谱提供了我们过去只能梦想的机会。」
中国复旦大学脑科学研究院研究员张嘉漪表示:「这是实至名归的成就。」她指出,跨越藻类生物学与脑科学的学科壁垒是获奖关键,光遗传学让研究者能毫秒级控制特定神经细胞,直接验证神经环路与行为的因果关系。
上海交通大学教授凌代舜补充,该技术已协助定位调控睡眠、痛觉与社交行为的神经环路,并证实特定记忆保存于特定神经细胞群中。
临床治疗潜力与挑战
在临床应用上,诺贝尔委员会委员韦德尔(Anna Wedell)指出,学者可先在动物模型中定位与失智症(如阿兹海默症)相关的细胞,再探讨人类应用。委员Qiang Pan Hammarstrom则表示,光遗传学已在罕见遗传眼疾「视网膜色素变性」展现临床潜力,通过刺激存活的视网膜细胞部分恢复视力。
张嘉漪说明,光遗传学能精准靶向病变神经环路,为帕金森氏症、阿兹海默症及难治性忧郁症提供全新思路。不过,凌代舜坦言,光遗传学要真正迈向临床疾病治疗,仍需跨越人体安全性验证与长期效果评估等多重关卡。