天津
10月5日，2026年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。瑞典卡罗琳医学院诺贝尔大会宣布，将该奖项授予斯坦福大学的Karl Deisseroth、柏林洪堡大学的Peter Hegemann和维尔茨堡大学的Georg Nagel，以表彰他们在“光门控离子通道与光遗传学”领域的开创性发现。三人将平分1200万瑞典克朗奖金。
诺贝尔委员会表示，这项成果使科学家首次能够在活体大脑中，利用光来开启或关闭特定神经细胞，进而揭示神经环路如何塑造记忆、情绪和行为。委员会成员Anna Wedell指出，这是将神经细胞功能与具体行为联系起来的重要一步，为理解大脑打开了全新维度。
这一突破始于一种具有趋光性的单细胞绿藻。Peter Hegemann和Georg Nagel发现，藻类中的通道视紫红质在蓝光照射下会打开离子通道并产生电信号；将这种蛋白植入其他细胞后，那些细胞也会对光产生反应。随后，Karl Deisseroth将编码该蛋白的基因导入大鼠神经元，并于2005年证明蓝光可以触发神经放电。两年后，他成功让这套光控开关在活体小鼠大脑中运转。这一方法后来被命名为“光遗传学”。
光遗传学与脑机接口并非同一概念，但同属一条技术谱系。当前多数脑机接口依赖电极来“读取”大脑信号：采集电活动，再将其解码为光标移动、语音或机械臂指令。相比之下，光遗传学更擅长“写入”：它能够按照细胞类型，以毫秒级精度激活或抑制特定神经元。Karl Deisseroth团队早年就将这种方法称为“光学神经接口”，用于在活体中控制运动皮层。传统电刺激无法实现这种细胞特异性，也更容易产生信号串扰。
因此，光遗传学正被视为下一代脑机接口的刺激端技术。实验室中已出现“光遗传学脑机接口”：一边读取神经信号，一边用光改写特定神经环路，形成闭环系统。视觉修复是目前最接近临床应用的交叉领域——将光敏感蛋白导入因视网膜色素变性而失明患者的残余视网膜细胞中，使其重新对光产生反应，从而将图像信息“写入”视觉通路。研究界也在探索用光替代电刺激来驱动听觉神经或肌肉，以期获得更精细、更不易疲劳的控制效果。
未来，光遗传学对脑机接口的影响，更可能体现在提升精度和实现闭环控制上，而非立即取代现有电极。如果光控蛋白能够安全、长期地在人体特定细胞中表达，那么“写入端”就能从“刺激一片脑区”升级为“只针对某一种神经元”。配合无线微型光源，人工感觉反馈、癫痫环路调控和运动康复都有望实现更高精度。但面临的障碍同样明确：基因递送的安全性、光在脑组织中的穿透深度、长期植入带来的发热与稳定性问题，都还不如电极式接口成熟。诺贝尔奖肯定的是这把“光开关”本身；它能否成为脑机接口的标准组件，取决于这些工程和临床难题能否被攻克。
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