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2026诺贝尔生理学或医学奖揭晓:光遗传学是什么,为什么这项发现如此重要?

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瑞典卡罗琳医学院宣布,将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·戴瑟罗斯(Karl Deisseroth)、彼得·黑格曼(Peter Hegemann)和格奥尔格·纳格尔(Georg Nagel),表彰他们“关于光控离子通道和光遗传学的发现”。


光遗传学是什么?

简单说,光遗传学就是用光来控制神经细胞。

这项技术的起点,是一种叫衣藻的单细胞藻类。彼德·黑格曼好奇:衣藻没有眼睛,为什么能朝着光源游动?本世纪初,他和格奥尔格·纳格尔在衣藻表面发现了一种特殊的蛋白——通道视紫红质(channelrhodopsin)。当蓝光照射时,这种蛋白会打开一个通道,让带电离子流入细胞,产生电信号。他们发现,无论把这个蛋白放进哪种细胞,细胞都会变得对光敏感。


经科学家研究大脑主要靠观察和电刺激——但电极会同时影响周围所有细胞,无法精确控制特定类型的神经元。光遗传学第一次让科学家能够用光精确地“开关”某一群神经细胞,在毫秒级的时间尺度上研究它路,并探索治疗帕金森病、抑郁症、焦虑症等疾病的新方法。在临床医学中,研究人员正在尝试用光遗传学帮助视力障碍者恢复视觉。


在中国,中科院脑智卓越中心刘真研究员、蒲慕明院士团队已于2026年初建立了新型灵长类光遗传技术,实现了对灵长类大脑皮层的长期精准稳定刺激,为光学脑机接口和视觉假体的研发开辟了新路径。浙江大学在光遗传学脊髓再生、非侵入式光遗传调控等方向也有多项研究成果。

三位科学家,一场跨界接力

这项技术的诞生,是一场跨越学科和国界的接力。

彼得·黑格曼从上世纪80年代就开始研究藻类的感光机制。格奥尔格·纳格尔则专注于将不同生物的光敏蛋白转移到其他细胞中进行测试。2002年,两

受体和离子通道合二为一,这在当时完全出乎科学界的意料。

而卡尔·戴瑟罗斯则看到了这项发现的巨大潜力。2005年,他带领团队将通道视紫红质-2(ChR2)导入大鼠的神经元中,首次用光成功触发了神经元的动作电位。这标志着光遗传学作为一项神经科学工具正式诞生。

此后,戴瑟罗斯又开发了一系列光遗传学工具,包括抑制性光敏蛋白——用黄光就可以让神经元“安静下来”。蓝光激活,黄光抑制,神经科学家终于有了双向调控大脑的能力。


参考资料:诺贝尔奖官方新闻

橙柿互动·都市快报 记者 翁丹妮

编辑 肖旭

审核 张倩 金立鹏

校对 金秋

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