刚刚，2026年诺奖公布！光遗传学推动大脑革命

他们发明了一种叫做「光遗传学」（Optogenetics）的技术，这项技术能够以前所未有的精度，揭示活体大脑中的神经细胞如何塑造人类的记忆、情感和行为。 是的，他们为神经科学开启了一个全新的纪元。但你绝对想不到，这场足以载入人类史册的大脑革命，最初的起点，竟然只是池塘里一小撮微不足道的「绿藻」。 因「发展出针对一些最具毁灭性的寄生虫疾病具有革命性作用的疗法」，我国第一位自然科学诺奖获得者屠呦呦独享2015年该奖生理学和医学奖一半奖金。 人类的大脑，重约1.4千克，却包含了大约860亿个神经元（神经细胞），它们之间的连接点（突触）高达数百万亿个。这比整个银河系的恒星还要多。 过去的脑科学研究就是这样：无论是切除部分脑组织，还是用电极进行广泛的电刺激，又或者是使用影响整个大脑的化学药物，都像是用铁锤砸电脑。 科学家们做梦都想拥有一把「上帝的手术刀」——它必须足够精准，能够只控制某一个或某一类特定的神经元；它又必须足够迅速，能够跟得上神经元毫秒级闪烁的速度。 本届诺奖得主之一，柏林洪堡大学的彼得·黑格曼（Peter Hegemann），是一个充满好奇心的人。与其他死磕人类大脑的神经科学家不同，黑格曼的关注点「卑微」得多。 衣藻是一种非常神奇的微生物。它没有眼睛，没有大脑，完全是一个单细胞。但是，如果你在装满衣藻的培养皿旁边放一盏灯，你会发现一个奇妙的现象：所有的衣藻都会像被施了魔法一样，齐刷刷地朝着光源游去。 带着这个看似和人类医学八竿子打不着的纯粹疑问，进入21世纪初，黑格曼和他的老搭档、维尔茨堡大学的格奥尔格·纳格尔（Georg Nagel）开始了疯狂的寻宝之旅。 更让这两位德国科学家头皮发麻的是，他们做了一个极为大胆的测试：如果把这种藻类的蛋白质，放到其他生物的细胞里会怎样？ 结果令人震撼：无论他们将这种蛋白质放入哪种细胞，那些细胞都会瞬间变得「对光敏感」！只要光一照，细胞就会产生电信号。 但谁也没有想到，远在大洋彼岸的美国，一位精神病学专家敏锐地捕捉到了这篇论文，并将其变成了解开大脑谜团的终极武器。 在临床中，他每天都要面对饱受抑郁症、精神分裂症、帕金森症折磨的患者。他深知传统的药物和电击疗法有多么粗糙，副作用有多么巨大。 当黑格曼和纳格尔关于「通道视紫红质」的论文发表后，科学界大部分人都只是觉得「这藻类挺好玩的」。但戴瑟罗斯的脑海里却轰然炸响了一道惊雷。 一个疯狂的想法诞生了：如果把这种绿藻的「光控开关」基因，植入到哺乳动物（比如老鼠甚至人类）的神经细胞里，那我们岂不是可以用光来控制大脑了？！ 他利用病毒作为载体，将带有「通道视紫红质」的基因，精准地导入到大鼠的特定神经细胞中。奇迹发生了！大鼠的神经细胞成功长出了这种来自藻类的光控蛋白质。 在实验室里，当他用一根极细的光纤，将蓝光照射到这些神经细胞上时，光控开关打开，神经元瞬间被激活，触发了强烈的神经信号；而当光线关闭，神经元立刻安静下来，毫不拖泥带水。 「光遗传学」的出现，就像是在一个漆黑的、堆满无数杂物的超级仓库里，突然给人发了一个高精度的强光手电筒，并且这个手电筒还能精确控制每一件物品的摆放。 借助光遗传学，研究人员终于能够揭示控制特定记忆、感觉以及行为的神经回路。科学家们不仅能找到小鼠储存「初恋”记忆的那个具体细胞，甚至可以通过光照，给小鼠植入一段它从来没有经历过的「虚假记忆”。我们终于开始看懂，我们的喜怒哀乐，在物质层面究竟是如何运作的。 抑郁症、焦虑症、创伤后应激障碍（PTSD）、阿尔茨海默症、帕金森病……这些困扰人类千万年的顽疾，终于迎来了破局的希望。通过光遗传学，科学家精准定位了引发这些疾病的神经回路，这为开发全新的靶向药物和脑机接口治疗方案，提供了无可替代的理论基础。 这也是最让人激动人心的临床应用之一！正如诺奖委员会特别提到的，在临床医学中，研究人员正在使用该方法尝试为视力障碍者恢复视力。 科学家们正在尝试用光遗传学技术，把来自绿藻的「光控蛋白」直接注射到盲人剩余的神经细胞里，让这些原本不感光的神经细胞，直接变成能够捕捉光线的「新眼睛」！ 「光遗传学从根本上改变了我们对大脑的理解。每一天都带来新的发现，帮助解开人类最大的谜团之一：我们不可思议的大脑是如何运作的。」诺贝尔奖官方的颁奖词，为这项伟大的技术写下了最确切的注脚。

📕作者： 孙建峰撰 · 更新于 2026-10-07 03:14:35

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📸 记者 郭江 摄 · 更新于 2026-10-07 03:14:35