用一束光,按下神经细胞的开关
10 月 5 日,2026 年诺贝尔生理学或医学奖在瑞典斯德哥尔摩揭晓:美国科学家卡尔·戴塞罗斯与德国科学家彼得·黑格曼、格奥尔格·纳格尔共同获奖。他们的成就,是给神经细胞装上了一个“光控开关”——用一束光,就能让指定的脑细胞兴奋或者安静下来。这项技术叫“光遗传学”。

人的大脑里约有 860 亿个神经细胞,它们靠电信号互相“打电话”,我们的记忆、情绪、动作都藏在这些通话里。但过去科学家只能“旁听”:把电极插进大脑,记录细胞什么时候放电,却没法精确地让某一类细胞“开口”或“闭嘴”。
转机来自一种微小的单细胞藻类——莱茵衣藻。它能向着光游动,靠的是细胞膜上一种叫“通道视紫红质”的蛋白质:蓝光一照,蛋白质中间的通道就会打开,带电的离子涌进细胞,产生一个电信号。黑格曼和纳格尔在藻类中发现了这种蛋白质,并证明它是一个货真价实的“光控离子开关”。
2005 年前后,戴塞罗斯完成了一次大胆的“搬家”:他把藻类的光控开关基因送进哺乳动物的大脑,让神经细胞自己也长出这种开关。实验结果干净利落——蓝光一亮,被改造的神经细胞立刻放电;光一灭,马上安静。控制精度达到毫秒级,比眨眼还要快上几十倍。
有了这把“遥控器”,科学家用光激活某群细胞、观察小鼠行为的变化,逐一验证大脑里的“电路图”。研究者借此找到了与恐惧记忆、奖赏感受、运动控制相关的神经回路——大脑这部“机器”的电路图,第一次被人类拿在了自己手里。
这项技术也在走向病房。医生们正尝试用类似的思路治疗帕金森病、癫痫和失明——比如把光敏蛋白送进视网膜细胞,让失明的眼睛重新感光。相关疗法已进入早期临床试验阶段,初步结果让医生们看到了曙光。
三位科学家将平分 1200 万瑞典克朗奖金(约合 900 万元人民币)。本周是诺贝尔奖开奖周:物理、化学、文学、和平奖均已揭晓(第 2、3、11、15 版有相关报道),经济学奖下周一见分晓。每年 10 月的这一周,斯德哥尔摩与奥斯陆的电话,总会改变几位科学家、作家与和平推动者的人生。
大脑是宇宙里最复杂的“机器”,而人类研究它的历史,很大程度上就是一部“工具史”:显微镜让科学家看见神经细胞,电极让他们听见细胞放电,光遗传学则第一次让他们能“对话”——按下开关,看身体怎么回应,因果关系一目了然。藻类身上一个感光的小零件,最终变成了打开大脑黑箱的钥匙。科学的突破常常是这样:答案不在人类自己身上,而在亿万年的生命演化里,等着有心人借来一用。


