光与诺贝尔奖的125年

当地时间2026年10月5日，卡罗琳斯卡医学院宣布将2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·迪赛罗斯、彼得·黑格曼和格奥尔格·纳杰尔三位科学家，以表彰他们在光控离子通道及光遗传学相关成果的发现。

回顾历史，125年来，光与诺贝尔奖交织出了人类探索自然与生命的壮丽轨迹。从1901年伦琴发现X射线，到1921年爱因斯坦解释光电效应，再到2014年中村修二等发明高亮度蓝光LED，光在物理学领域完成了从基础发现到产业应用的跨越。随后，光的研究进一步深入生命科学，2017年杰弗里·霍尔等人发现的昼夜节律分子机制获奖，揭示了光作为授时信号如何调校生命节律；而今年诺贝尔奖所表彰的光遗传学成果，对光得以进入微观生命系统，成为精准干预细胞与神经活动的工具表示肯定，进一步为光与健康之间的科学关联夯实了发展基石。

爱因斯坦

伦琴

中村修二

杰弗里·霍尔

哺乳动物大脑中存在无数相互交织的神经元，传统电极刺激不仅物理损伤大，且极易产生信号污染，难以精准验证特定神经元与复杂行为之间的因果关系。为破解这一难题，光遗传学技术应运而生。该技术的诞生凝聚了多位科学家的努力：1971年，厄斯特黑尔特在盐杆菌中发现了能在光照下泵出质子的光敏离子泵；此后，黑格曼与纳杰尔合作研究绿藻的光敏蛋白，先后发现响应极快的视紫红质ChR1与ChR2，并在2003年成功将其基因转入人体细胞，首次实现细胞的光照控制；2005年，迪赛罗斯在此基础上成功将光敏蛋白表达于哺乳动物神经细胞中，正式将该技术引入脑科学研究。

衣藻利用其“眼点”感知光线。当光线足够强时，它会游向光源。© 诺贝尔生理学或医学奖委员会。

通俗的话讲，这项技术可以让科学家使用特定波长的光来操纵某一特定类型的神经元。只需先通过基因工程技术在小鼠的社交神经元（或者孤独神经元）里安装这个光敏蛋白，然后用光一照，小鼠的社交神经元（或者孤独神经元）就被特异性地激活了。此时再去观察小鼠的行为，就可以明确无误地知道社交神经元（或者孤独神经元）能否决定这只小鼠到底是喜欢社交还是独处。迪赛罗斯把这项技术在脑神经科学领域的应用命名为光遗传学（Optogenetics）。

这个技术的好处是非常明显的：首先，科学家们可以确保只有某一类特定的神经元会被激活，从而避免信号污染。其次，科学家们可以在不影响哺乳动物正常行为的情况下激活某一类特定的神经元，从而观察神经元与动物行为之间的因果关系。第三，经过改良的光遗传学技术还可以精准地抑制某一类特定的神经元，这就进一步增强了动物行为实验的灵活性。

研究人员将特定基因导入活体小鼠的大脑。随后他们将一根细光纤植入大脑。当光通过光纤照射神经细胞时会触发一种神经信号，从而引起小鼠胡须的运动。© 诺贝尔生理学或医学奖委员会。

光遗传学及相关光生物学研究的突破，正在多个学科及实际应用层面产生深刻变革。在医学临床探索方面，光遗传学已迈出实质性步伐。研究人员通过向眼内注入特定光敏蛋白载体并配合特制光脉冲眼镜，成功帮助失明患者恢复了部分物体的感知、定位与触碰能力，为视网膜病变、神经退行性疾病、癫痫及抑郁症的治疗开拓了全新路径。在脑科学与人工智能交叉领域，人类大脑作为高度进化的超级智能体，具备极高的能源效率、自主学习能力及与身体的无缝协作。光遗传学为解密大脑复杂神经网络提供了毫秒级的微观调控工具，有助于AI研究者从中汲取神经机制灵感，推动通用人工智能的演进。

光与健康的探讨正从光源端的色温、功率与光谱，转向关注人体接收端的实际暴露模型，包括波长分布、靶点辐照度、时间脉冲序列及空间暴露量。这促使行业更加严谨地厘清物理照明、节律调控与医疗级光疗的界限，基于明确的机制与可验证的数据推动健康光环境设计。

科学家们一直梦想能为神经细胞装上开关。© 诺贝尔生理学或医学奖委员会。

从早期的物理照明到后来的生命科学研究，诺贝尔奖记录了人类对光认知的不断深化。2014年蓝光LED的问世推动了全球半导体照明产业的发展，而2017年昼夜节律机制的揭晓则引导行业开始关注光对人体生理节律的影响。这些科学成果逐步改变了照明技术的应用方向。

近年来，同济大学、复旦大学、上海应用技术大学、旭宇光电、大连路明等多家高校及企业围绕光健康技术开展研究和探索，部分研究成果在中国照明电器协会的推荐下获得了省部级科技成果鉴定，基于这些成果，还有一些创新性的产品入选了工信部“创新升级消费品目录”和“适老产品目录”。去年以来，雷士照明、三雄极光、欧普照明等行业骨干企业立足于各自的技术优势与细分应用场景，围绕光健康相继发布立场、新产品、新技术和新的应用场景案例，积极拓展市场发展。协会也将通过《中国照明科技发展指南》《中国健康照明产业发展白皮书》的编撰与修订工作，持续深化光与健康的相关成果总结与方向引导。在科技创新的持续驱动下，照明行业正不断培育和发展新质生产力，用扎实的科研成果赋能产业升级，通过光与健康的发展激发照明产业的新价值，为行业高质量发展注入强劲动力。

文字来源：中国照协综合整理自新华社、三联生活周刊等

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