『什么是光遗传学 诺贝尔奖认可的神经科学突破』

斯德哥尔摩当地时间10月5日上午，卡罗林斯卡学院诺贝尔大会宣布了2026年诺贝尔生理学或医学奖得主。美国科学家卡尔·戴塞罗斯、德国科学家彼得·赫格曼和格奥尔格·纳格尔共同获得今年的奖项，以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学领域的发现。三位科学家各自获得三分之一的奖金，今年恰逢诺贝尔奖设立125周年，单项奖金从此前的1100万瑞典克朗提高至1200万瑞典克朗，约合人民币815万元。

他们获奖的技术，即光遗传学，已成为神经科学实验室中最重要的工具之一。借助这项技术，研究人员可以先让特定神经细胞表达一种对光敏感的蛋白，再用特定波长的光照射这些细胞，使其在毫秒级时间内被激活或抑制。这相当于给某一类神经元装上了可以由光控制的“开关”。

过去，科学家可以观察到大脑中的某些神经元在动物进食、睡眠、感到恐惧或形成记忆时变得活跃，但很难判断这些神经元是否直接参与这些行为。光遗传学出现后，研究人员可以主动打开或关闭其中一类神经元，观察动物的行为是否随之变化，从而更直接地判断某组神经细胞在睡眠、记忆、情绪、运动等过程中发挥的作用。

光遗传学的基础是一类被称为视紫红质的光敏蛋白。自然界中的许多生物需要感知光，人眼视网膜中的感光细胞依靠视蛋白接收光信号，一些微生物也有自己的光敏蛋白来感知周围环境。彼得·赫格曼长期研究莱茵衣藻，这是一种单细胞绿藻，能够根据光照方向游动。早在1991年，赫格曼与同事已经证明，衣藻受到光照后会快速产生离子电流，提示其细胞膜上存在一套可以直接响应光线的分子机制。