
2026年10月5日,美国科学家卡尔·戴塞罗思和德国科学家彼得·黑格曼、格奥尔格·纳格尔共同获得2026年诺贝尔生理学或医学奖。
2026年诺贝尔医学奖10月5日揭晓,美国科学家卡尔·戴塞罗思(Karl Deisseroth)、德国科学家彼得·黑格曼(Peter Hegemann)和格奥尔格·内格尔(Georg Nagel)共同获奖,以表彰他们“有关光门控离子通道和光遗传学的发现”。
所谓光遗传学(Optogenetics),是一种用光来控制特定细胞活动的技术。它让科学家第一次能够在活体大脑中,精确地打开或关闭某一类神经细胞,从而直接检验这些细胞与记忆、情绪和行为之间的因果关系。评审委员会认为,这项技术为神经科学开启了一个新的时代。
科学研究认为,成年人的大脑约有900亿个神经细胞,不同类型的细胞相互交错,功能各异。想要弄清某一类细胞的作用,最直接的办法是单独改变它的活动,再观察动物的行为是否随之变化。
但在很长一段时间里,这是一道难题。常用的电刺激无法区分细胞类型——电极附近的所有细胞都会同时被激活;药物虽然可以针对某一类细胞,但起效需要数分钟甚至更久,远远跟不上以毫秒计的神经信号。
正因如此,科学家长期只能观察到某个脑区在某种行为发生时变得活跃,却无法证明是其中哪一类细胞引起了这种行为。
光遗传学改变了这一困境。它的名称概括了两个要素:“遗传”决定哪些细胞被选中,“光”决定这些细胞何时被激活。
要理解它,先要知道神经细胞如何工作。细胞膜上分布着许多离子通道,如同一扇扇门:门关着,细胞保持安静;门一开,带电的离子涌入,细胞就会发出一次电信号。
光遗传学的做法,是给目标细胞装上一种只在光照下才打开的“门”。研究者先选定一种光敏蛋白,再借助病毒载体,把编码这种蛋白的基因送入目标神经细胞,使其细胞膜上长出这种通道,最后通过植入的细光纤把光送到相应脑区。
光遗传学对医学的价值,首先在于认识疾病。借助这一方法,研究者识别出了与疼痛、进食、睡眠、奖赏和社会行为相关的神经回路,并发现焦虑这类复杂状态,是由多条功能不同的回路共同构成的。
这项技术目前已成为全球实验室解开记忆、睡眠、忧郁症与帕金森氏症大脑回路的标准工具。由于需植入基因与光纤,现阶段针对大脑的直接操控仍集中于动物实验;但医学界已将其推进至人类眼科临床试验,透过将感光蛋白注入视网膜,成功让因遗传性眼疾失明的患者重新看见物体轮廓。
需要说明的是,光遗传学目前主要仍是一种研究工具。用于人体时,既要把外源基因安全地送入目标细胞,又要让光抵达相应部位,因此现有的临床尝试,也多集中在眼睛这类光线易于到达的器官。


















