當地時間5日,2026年諾貝爾生理學或醫學獎授予戴塞洛斯(Karl Deisseroth)、黑格曼(Peter Hegemann)和納格爾(Georg Nagel),以表彰他們在光控離子通道和光遺傳學方面的發現。
今年適逢諾貝爾獎設立125周年,諾貝爾基金會宣布將每個單項獎金提升至1200萬瑞典克朗(約932萬港元),較往年增加100萬瑞典克朗。據悉,獲獎者將平分1200萬瑞典克朗獎金。
據諾貝爾委員會介紹,三人的工作共同奠定了光遺傳學這一現代神經科學核心技術。它讓研究人員能夠利用光,在活體動物的大腦中精確控制特定神經細胞,從而直接觀察這些神經元如何影響記憶、情緒、行為以及身體功能。

這項技術解決了神經科學長期存在的一個核心難題。過去,研究人員雖然能夠觀察某個腦區在特定行為發生時是否活躍,卻很難進一步證明這種活動究竟是不是行為發生的直接原因。光遺傳學改變了這一點:研究人員可以主動打開或關閉特定神經細胞,再觀察動物行為是否隨之改變,從相關性研究進一步走向因果驗證。
整個突破最初來自一種單細胞綠藻。黑格曼長期研究衣藻為何能夠游向光源。2000年代初,他與納格爾發現了一種位於藻類細胞膜上的特殊蛋白——通道視紫紅質。這種蛋白具有一個關鍵特性:受到藍光照射時,蛋白中的離子通道會打開,使帶電離子流入細胞,並產生電信號。更重要的是,兩人發現,即使把這種蛋白放進其他細胞,這些原本不對光敏感的細胞也可以因此變得對光產生反應。
這一步提供了光遺傳學最核心的開關。
真正把這種分子工具帶入神經科學的,是戴塞洛斯。戴塞洛斯把編碼通道視紫紅質的基因導入大鼠神經細胞。2005年,他證明只需要用藍光照射這些細胞,就能夠觸發神經信號。兩年後,這種方法進一步在活體小鼠的大腦中實現。研究人員從此可以利用光直接控制活體動物中的特定神經元,並觀察相應行為發生怎樣的變化。
這種用光控制神經信號的方法隨後被稱為光遺傳學。它迅速成為神經科學最重要的實驗工具之一。藉助光遺傳學,研究人員已經能夠識別控制特定記憶、情緒和行為的神經迴路,並進一步研究這些迴路與神經系統疾病和精神疾病之間的關係。
諾貝爾委員會認為,這項技術使研究人員能夠以過去無法想像的方式繪製大腦功能圖譜。

光遺傳學的意義並不局限於基礎研究。在臨床醫學中,研究人員已經嘗試利用類似原理恢復部分視力受損患者的視覺功能。相關研究通過讓視網膜細胞獲得新的光敏能力,希望繞過已經受損的天然感光系統。
因此,三位獲獎者實際上完成了一條完整的技術鏈條:黑格曼和納格爾發現了可以被光直接開啟的離子通道,戴塞洛斯則把這種天然存在於藻類中的分子機制改造成控制神經細胞的工具。從最初研究藻類為什麼會游向光,到後來能夠利用光控制活體大腦中的神經元,這項工作最終催生了一個全新的研究領域。
諾貝爾委員會認為,光遺傳學已經從根本上改變了人類研究大腦的方式,並為理解記憶、情緒和行為背後的神經機制建立了新的實驗基礎。
戴塞洛斯出生於1971年,目前任職於霍華德休斯醫學研究所和史丹福大學;黑格曼出生於1954年,目前任柏林洪堡大學高級神經科學教授;納格爾出生於1953年,目前任維爾茨堡大學分子植物生理學教授。
黑格曼及納格爾也是2020年邵逸夫生命科學與醫學獎得獎者,邵逸夫獎仝人對上述得獎者致以最衷心祝賀。(郭志文)