刚刚，2026年诺奖公布！光遗传学推动大脑革命

新智元报道

刚刚，2026年诺贝尔生理学或医学奖公布！

三位科学家Karl Deisseroth， Peter Hegemann和Georg Nagel共享此次殊荣，表彰他们在「光控离子通道及光遗传学研究方面的杰出贡献」。

简单来说，这三位新晋诺奖得主，为人类的神经细胞找到了一把「光控开关」。

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。

诺贝尔生理学或医学委员会主席 Per Svenningsson 激动地评价道：「光遗传学为我们提供了以过去只能梦想的方式绘制大脑图谱的机会。」

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」。

这次奖金总额为1200万瑞典克朗（约 800 万元，较去年多了100万瑞典克朗），由三位获奖者均分。

而1901年首次的奖金是15万克朗，2012年曾砍到800万。

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。

人类大脑：宇宙中最复杂的「黑匣子」

在讲这个不可思议的故事之前，我们得先了解一下，为什么科学家们对大脑如此「头疼」。

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。

大脑是如何掌管我们的情感、行为和身体机能的？这长期以来一直是人类科学界最大的谜团之一。

在整个 20 世纪，神经科学家们就像是拿着手电筒在巨大的迷宫里盲人摸象。他们试图探究大脑的哪些区域影响哪些功能。

比如，他们发现大脑某处受损，人就会失去语言能力；电击大脑某个区域，人就会感到快乐。

但问题在于，过去的方法太「粗暴」了。

想象一下，你想要修好一台精密的超级计算机里的一行代码，但你手里唯一的工具，却是一把大铁锤。

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。

科学家们能观察到现象，但「无法证明因果关系」。

正如诺奖委员会所说，当时他们绘制的大脑图景，就像是一张粗糙的「草图，充满了问号和未知」。

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。

这可能吗？整个神经科学界都陷入了绝望。

直到，两位德国生物学家在水坑里，多看了一眼那些游动的绿色单细胞生物。

池塘里的奇迹：好奇心与趋光藻类

故事的镜头，切到了德国。

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。

他经常盯着显微镜下的一种单细胞藻类——衣藻（Chlamydomonas）发呆。

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。

这种现象在生物学上叫「趋光性」。

黑格曼的好奇心被彻底点燃了：一个连神经系统都没有的单细胞生物，凭什么能「看见」光？它是怎么把光信号转化成

运动指令的？

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。

功夫不负有心人，他们在这项基础得不能再基础的植物学研究中，挖到了震惊世界的宝藏。

他们发现，在衣藻的细胞表面，存在一种非凡的、具有独特性质的藻类蛋白质。他们给它起名为「通道视紫红质」（channelrhodopsin）。

这个蛋白质的工作原理简直精妙绝伦，就像一扇装了「光控感应器」的门：

当蓝光照射到这个蛋白质上时，蛋白质的通道就会瞬间打开（Light-gated ion channels）。

接着，带电的离子就会像潮水一样涌入细胞内部，从而产生一个微小的电脉冲。正是这个电脉冲，指挥着衣藻向着光游去。

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。

这就好比他们找到了一把万能的「光控开关」，只要把这个开关装在任何细胞上，光就能控制它的活动。

一个奇妙发现诞生了。

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。

跨界狂人：将光铸成神经元开关的魔法师

这就引出了我们今天的第三位诺奖得主：斯坦福大学的卡尔·戴瑟罗斯（Karl Deisseroth）。

戴瑟罗斯不仅仅是一位顶尖的神经科学家，他也是一位临床精神病学医生。

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。

他一直在苦苦寻找一种能够「精确控制单一神经元」的方法。

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？！

说干就干。戴瑟罗斯和他的团队开始了如同「弗兰肯斯坦」般的实验。

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。

2005年，戴瑟罗斯发表了那篇注定名垂青史的突破性论文：

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。

精准、迅速、毫无副作用！

两年后的 2007 年，他更是完成了降维打击般的创举——他让这种光控开关，在活体小鼠的大脑中成功运作！

在随后的各种展示中，全世界的科学家看到了令人毛骨悚然又热血沸腾的画面：

一只活蹦乱跳的小鼠，脑子上插着一根发光的光纤。

当蓝光亮起时，小鼠突然开始疯狂地顺时针转圈；当蓝光熄灭，小鼠立刻停下，仿佛什么都没发生过；

有的实验中，光线一亮，暴躁的小鼠瞬间变得温顺；

有的实验中，光线一闪，原本害怕某个角落的小鼠，径直走了过去，因为恐惧的记忆被「光」强行关闭了。

戴瑟罗斯把这项完美融合了光学和遗传学的技术，正式命名为——光遗传学（Optogenetics）。

一门全新的学科，诞生了！

光之奇迹——从绘制记忆到让盲人复明

「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。

这项技术迅速席卷了全球的实验室，产生了核爆级别的全球性影响。

过去二十年里，因为光遗传学的存在，人类对大脑的认知正在以指数级飙升：

1. 揭开记忆与情感的终极面纱

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。

1. 攻克精神与神经疾病的新曙光

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。

1. 临床奇迹：让盲人重见天日

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。

很多盲人失明，是因为视网膜上的感光细胞死亡了，但他们视网膜后面的神经节细胞还在。

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」！

目前，相关的临床试验已经在全球展开，并且已经有盲人患者借此看到了物体的轮廓！

尾声：一束照亮人类未来的光

人类想要解开大脑的终极奥秘，恐怕还要在黑暗中摸索几百年。

「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。

从数亿年前在原始海洋中追逐阳光的单细胞藻类，到今天实验室里被蓝光点亮的人类智慧之光；

从宏大的宇宙星辰，到微观的脑神经元突触。

生命，以一种令人热泪盈眶的方式，完成了最伟大的闭环。

让我们向这三位伟大的科学家致敬！向所有在未知领域默默探索的科研工作者致敬！

因为他们，人类终于握住了控制命运的「光」。而属于神经科学的全新大航海时代，今天，才刚刚拉开帷幕。

参考资料：

https://www.youtube.com/watch?v=qGPpW0hAaaY

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/

https://www.nobelprize.org/uploads/2026/10/popular-medicineprize2026.pdf

编辑：大卫