【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。
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。
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