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2026 年诺贝尔生理学或医学奖于今日揭晓,三位科学家因在“光控离子通道和光遗传学”领域的开创性贡献共同获奖。这一奖项的公布标志着一年一度的诺贝尔奖颁奖季正式启动,后续几天将陆续揭晓其他奖项。
颁奖机构宣布,获奖者分别是美国霍华德·休斯医学研究所及斯坦福大学的 Karl Deisseroth、德国柏林洪堡大学的 Peter Hegemann 以及德国维尔茨堡大学的 Georg Nagel。三人因发现并应用光控离子通道技术而获得认可。
根据诺贝尔奖评选委员会的说明,三位科学家的成果推动了光遗传学的发展。该技术通过光信号精确调控神经细胞的活动,使研究人员能够在活体大脑中观察神经细胞如何影响记忆、情绪和行为,为神经科学开辟了新方向。
研究始于对单细胞藻类的观察。Peter Hegemann 长期对莱茵衣藻如何向光源移动感到好奇。21 世纪初,他与 Georg Nagel 共同发现了一种名为“通道视紫红质”的蛋白质。这种蛋白质位于藻类细胞表面,在蓝光照射下会打开离子通道,允许带电离子进入细胞,从而产生电信号。
研究人员随后发现,将这种蛋白质引入任何细胞,都能使细胞获得对光的敏感性。这一发现为利用光信号控制细胞活动奠定了基础。
在此基础上,Karl Deisseroth 将通道视紫红质的基因导入大鼠神经细胞。当用蓝光照射这些细胞时,神经信号被直接触发。Deisseroth 于 2005 年公布了这一突破,两年后又证明这种光控神经细胞“开关”能在活体小鼠大脑中发挥作用。
这种利用光控制神经信号的方法后来被命名为“光遗传学”,并在全球神经科学领域迅速推广。研究人员借助光遗传学技术,能够精确操控特定神经回路,从而研究与记忆、情绪和行为相关的脑部机制,并探索这些机制与神经系统疾病及精神疾病的关系。
诺贝尔生理学或医学奖委员会主席 Per Svenningsson 表示,光遗传学为大脑研究提供了过去难以想象的手段,使科学家能以新方式绘制大脑中的神经连接和活动。
除了基础研究,光遗传学已进入临床医学领域。许多研究人员正尝试利用该技术帮助视力受损患者恢复部分视觉功能。
诺贝尔奖评选机构认为,光遗传学已从一项基础生物学发现发展为研究大脑的重要工具,从根本上改变了科学家对大脑工作机制的理解。随着相关研究持续推进,该技术正帮助科学家进一步探索记忆、情绪、行为及其他复杂脑功能背后的神经机制。