2026 诺贝尔生理学或医学奖
刚刚,2026诺奖首奖揭晓:一束蓝光,让人类第一次按住了自己的大脑
北京时间 10 月 5 日 17:30 前后 · 斯德哥尔摩卡罗琳医学院诺贝尔论坛发布
卡尔·戴塞洛斯 Karl Deisseroth
美国霍华德·休斯医学研究所、斯坦福大学 生于1971年
彼得·黑格曼 Peter Hegemann
德国柏林洪堡大学 生于1954年 获奖发现完成于马克斯·普朗克生物化学研究所
格奥尔格·纳格尔 Georg Nagel
德国维尔茨堡大学 生于1953年 获奖发现完成于马克斯·普朗克生物物理研究所
1三个人的分工,清爽得像一条流水线
黑格曼和纳格尔,一个在柏林洪堡大学,一个在维尔茨堡大学,他俩在一种单细胞藻类身上找到了那把开关。戴塞洛斯在斯坦福,把开关装到了神经细胞上。
奖金1200万瑞典克朗,三人平分。今年正逢诺贝尔奖设立125周年,诺贝尔基金会把单项奖金往上抬了100万瑞典克朗。1901年第一次颁奖时,一个奖项的奖金是150782瑞典克朗。
2一个德国人,盯着显微镜下的绿藻看了很多年
故事的起点低得有点出人意料:一池塘绿藻。
衣藻(Chlamydomonas)是一种单细胞绿藻,身长大约0.015毫米。它没有眼睛,没有大脑,整个身子就是一个细胞。可你要是在培养皿的一侧放盏灯,整皿衣藻会齐刷刷地朝光那边游过去。
1990年代初,在德国马丁斯里德的马克斯·普朗克生物化学研究所,黑格曼被这件事缠住了。他用极细的电极去测衣藻眼点受光时产生的电信号,测出来的结果是:光照上去,半毫秒之后电脉冲就出现了。
这个数字放在人身上是什么概念?光线进到人的眼睛,要走过一长串化学反应,最后才轮到离子通道打开、带电离子流进细胞、形成电信号,全程至少10毫秒。衣藻比我们的眼睛快了20倍不止。
快成这样,只能有一个解释:它省掉了中间所有环节。黑格曼于是提了个假说——存在一种蛋白复合物,既能抓光,本身又是离子通道。当时没人信。那年月已知的离子通道种类不少,没有一种是自己能对光起反应的。
3青蛙卵里孵出来的答案
验证这个假说,难在蛋白不好弄。衣藻眼点里的蛋白一旦离开原来的环境就变得不稳定,很容易坏掉。
转机出现在千禧年前后。日本研究者测出了衣藻的DNA,把几千个基因的序列公开了。黑格曼的团队在其中找到两个和已知捕光蛋白基因高度相似的基因。下一步自己做不了,他找了法兰克福马克斯·普朗克生物物理研究所的纳格尔。
纳格尔的办法很妙:用青蛙的卵细胞。他把那两个衣藻基因分别注射进不同批次的蛙卵里,蛙卵随即开始批量生产这两种没人见过的蛋白。蛋白最终落在卵细胞的表面膜上,纳格尔就可以直接测它们干什么用。
结果印证了黑格曼十年前的假说:这两种蛋白都是离子通道,一照光就打开。它们被命名为通道视紫红质-1和通道视紫红质-2。
后来真正打开神经科学大门的是第二种。纳格尔测到,通道视紫红质-2在0.2毫秒内就能打开通道,带正电的离子涌进去,电信号就成了。
再往下,两人做了更大胆的一步:把通道视紫红质-2的基因塞进人胚胎肾细胞、塞进仓鼠肾细胞。这些细胞全都变得怕光了——一照,就有电信号。2003年,他们把结果发了出来。
4接棒的那个人,是从精神科诊室里出来的
论文发表的时候,斯坦福有个年轻人正在找这样一把工具。
戴塞洛斯1990年代读医学,一开始想当神经外科医生,训练期间被安排去了精神科诊所。他在那里被两件事同时击中:病人的痛苦,以及现有治疗手段的粗糙。药物和电休克疗法效果有限,副作用又重。
成立自己的课题组之后,他们试了一堆候选蛋白,都不理想。戴塞洛斯听说了通道视紫红质-2,直接写信给纳格尔,要这段DNA。
DNA寄到实验室,他把基因导入培养皿里培养的大鼠神经细胞。他本来担心神经细胞娇气,被外来基因搞坏,结果这些细胞顺顺当当地生产出了通道视紫红质-2。蓝光一照上去,细胞立刻反应,产生的神经信号还能传给下一个神经细胞。
2005年,这篇论文发了出来。2006年,这套方法有了正式名字:光遗传学(optogenetics)。
一年之后,戴塞洛斯的团队完成了最后一步——把通道视紫红质-2的基因送进活体小鼠大脑里的特定神经细胞(运动皮层),再用一根极细的光纤,从颅骨上开的小孔伸进去打光。灯一亮,小鼠的胡须就动。同一年,他们和别的课题组合作,用光把睡着的小鼠照醒。
5装上开关之后,科学家看见了什么
诺贝尔生理学或医学委员会主席佩尔·斯文宁松的评价是,光遗传学提供了绘制大脑图谱的机会,"这样的研究方式过去只存在于我们的梦想之中"。
过去二十年,靠着这套工具,研究者把一批具体的神经回路逐个拎了出来:疼痛、社交行为、口渴、进食、奖赏、注意力。连昼夜节律、免疫系统激活时的发热,也都找到了对应的那几颗细胞。
研究小鼠怎么照顾幼崽的时候,科学家发现一件有意思的事:一个行为可以被拆成几条独立的回路,一条管把幼崽叼回窝里,另一条管给它们梳理毛发。
光遗传学的用法也不局限于脑子。戴塞洛斯证明过心率会影响情绪——心脏被迫加力干活,焦虑感会跟着上来。另有研究者借此找到了肠道里的特定细胞,解释了为什么有些人宁可吃糖也不要甜味剂。
最抓人的一条在2012年。戴塞洛斯和1987年免疫学诺奖得主利根川进合作,在小鼠身上激活了一个"记忆印迹"(engram):先记录小鼠经历恐惧时哪些神经细胞被点亮,之后重新激活这一批细胞——小鼠明明处在安全环境里,还是表现出了恐惧。这是第一次有人能精确指认一段记忆到底长在哪几颗细胞上。
6医院里已经有人在用
官网新闻公报里专门写了临床进展:研究者正在用这套方法,尝试给视力障碍者恢复视力。
针对的是视网膜色素变性。这种病会一点点毁掉视网膜上的视杆细胞和视锥细胞。官网科普材料里记录的案例是:把一种类通道视紫红质的蛋白送进失明者的视网膜,配合一副会发光的特制眼镜,这位患者重新获得了一部分视力,能辨认并抓起桌上的东西。人工耳蜗也在被这套技术瞄上——现在的耳蜗靠电刺激听神经,换成光,精度有望明显提高。
中国这条线|北京有团队已经给失明患者打过针了
北京脑科学与类脑研究所研究员罗敏敏的团队,找到了一种新型光敏蛋白——视蛋白5(cOpn5,来源于鸡),对可见光尤其蓝绿波段敏感度极高。
成果转化落在北脑所孵化的健达九州(北京)生物科技有限公司身上,代号GA001:用重组腺相关病毒当载体,把编码这种光敏蛋白的基因送进患者视网膜的神经节细胞,让这些细胞重新感光。给药方式是往眼部玻璃体腔里打一针,全程不到半小时,不用开刀,也不用植入设备。
据科技日报2026年6月报道,这款药已获中美两国批准进入临床研究,在首都医科大学附属北京天坛医院完成十余位患者给药。新华社2025年8月的报道记录了更早的细节:天坛医院为这项研究招募15名志愿者,一位61岁的赵姓患者2024年5月入组,术后一个月能分辨门框、窗户这样的大件;第二个月能看到一米以内的水果;三到六个月后,她恢复了独立生活能力。
对比一下就知道分量:2017年美国批准的全球首个遗传性视网膜疾病基因疗法Luxturna,只对80多种已知致病突变中的一种有效,覆盖患者比例在1%到6%之间,且仅适用于早期。GA001走的是广谱路线,晚期患者也在尝试范围内。新华社的报道里还引了一组数字:视网膜色素变性大约影响四千分之一的人,中国残疾人联合会数据显示国内视障人群超过1700万。
深圳已有布局|光明有台设备,专门干这件事
深圳市脑解析与脑模拟重大科技基础设施(脑设施),2020年8月由深圳市发展和改革委员会批复,落地光明科学城,2024年底投入运行。建筑面积约5万平方米,设备近1600台/套,总值8.8亿元,是全国首个集"脑编辑、脑解析、脑模拟"于一体的综合性脑科学大装置。
它的脑解析模块里,明确列着一项建设内容:基于超声/光感基因的脑神经调控与功能干预。换句话说,光遗传学在国内落地,深圳这台设备就是现成可用的基础设施之一。
依托单位是中国科学院深圳先进技术研究院,共建单位包括南方科技大学、香港科技大学深圳研究院、深圳市神经科学研究院、北京大学深圳研究生院。深圳市政府官网数据显示,截至2025年8月,脑设施已服务近70家单位、250余个研究组;同期光明区集聚脑科学企业76家,总估值85亿元。
7名单之外的一点事实
2020年邵逸夫生命科学与医学奖颁给了三个人:牛津大学的格罗·米森伯克、柏林洪堡大学的黑格曼、维尔茨堡大学的纳格尔,理由是"研发光遗传学,一项彻底改革了神经科学发展的技术"。六年后的这份诺奖名单里,米森伯克不在其中。诺贝尔基金会章程写得很清楚:一项奖的奖金不得由三人以上分享。外界能看到的只有结果。
8最后一句
光遗传学这次拿奖,本质上是在给一类工作发奖:造工具的人。冷冻电镜是工具,CRISPR是工具,光遗传学也是工具。这类诺奖有个共同点——颁奖词里写的那个发现,往往发生在二三十年前,真正的高潮出现在后面那些年,出现在全球成千上万间实验室每天用它做出来的新结果里。
1990年代初那个德国人对着显微镜发问的时候,他要解决的问题和人类的记忆、抑郁症、成瘾没有半点关系。他只是想知道一滴池塘水里的绿藻,凭什么能朝光游过去。
(信息来源:诺贝尔奖官网2026年生理学或医学奖新闻公报、科普背景材料与关键论文清单;诺贝尔基金会2026年奖金调整公告;新华社2025年8月7日英文报道;中国新闻网2026年10月5日报道;科学网2026年10月5日报道;科技日报2026年6月12日报道;中国经济网2026年6月12日报道;北京日报客户端;邵逸夫奖官网2020年度生命科学与医学奖公告;中国科学院深圳先进技术研究院官网;深圳市人民政府官网;光明科学城官网;美联社2026年10月5日报道;澎湃新闻;中国网2026年10月5日报道)
来源:深圳梦(微信号ID:SZeverything)综合
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