撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

2026 年 10 月 5 日，2026 年诺贝尔生理学或医学奖获奖名单揭晓，Karl Deisseroth（美国斯坦福大学）、Peter Hegemann（德国柏林洪堡大学）和Georg Nagel（德国维尔茨堡大学）三人因“在光控离子通道和光遗传学方面的发现”共同获奖，他们三位为神经科学新时代奠定了基础。

Peter Hegemann和Georg Nagel发现了具有独特性质的蛋白——通道视紫红质（Channelrhodopsin，简称ChR），他们发现，无论将这种蛋白引入何种细胞，这些细胞都会变得对光敏感。而Karl Deisseroth将表达该蛋白的基因导入大鼠神经细胞中，通过用蓝光照射细胞，成功触发了神经信号，后来，他进一步实现了这一光控开关在活体小鼠大脑中的应用。

这种利用光来控制神经信号的方法如今被称为光遗传学（Optogenetics），该方法使得在活体大脑中开启或关闭单个神经细胞的活动成为可能，如今，这一方法正被全球各地的实验室广泛使用，以揭示大脑的奥秘。

大脑如何调控情感、行为和身体功能，长期以来一直是个谜。20 世纪，研究人员开始探索大脑不同区域与各种功能之间的关联，但当时使用的方法无法证实因果关系。他们所构建的大脑图景如同一张草图，充满了问号和未知。如今，这一切正在改变。

诺贝尔生理学或医学奖委员会主席Per Svenningsson表示——光遗传学为我们提供了以前只能梦想的脑部测绘方式。

这一切，都始于Peter Hegemann的好奇心——他想知道单细胞藻类衣藻是如何向光源游动的。2000 年代初，他与Georg Nagel发现了通道视紫红质——一种位于细胞表面、具有独特特性的藻类蛋白。当它被蓝光照射时，蛋白质上会打开一个通道，带电离子随即流入细胞，产生电信号。他们发现，无论将这种蛋白放入哪种细胞中，这些细胞都会变得对光敏感。

Karl Deisseroth将通道视紫红质基因导入大鼠的神经细胞中，通过用蓝光照射这些细胞，他成功触发了神经信号，并于 2005 年 8 月在Nature Neuroscience期刊发表了这一突破性成果，两年后，他使这种光控开关在活体小鼠的大脑中实现了功能，从而开启了利用光控制神经信号的方法——光遗传学（Optogenetics）。

值得一提的是，当时年仅 23 岁的张锋是这两篇论文的主要作者之一。2011 年，张锋加入麻省理工学院，开始了独立科研生涯，2013 年，张锋首次将CRISPR-Cas9基因编辑技术成功应用于哺乳动物和人类细胞，从此，张锋随着 CRISPR 一起大放异彩，CRISPR 基因编辑技术于 2020 年获得诺贝尔化学奖，许多人为张锋未能一起获奖而惋惜。此次的光遗传学获得诺贝尔奖，也意味着张锋再次助攻诺贝尔奖。

如今，光遗传学已在全球范围内产生深远影响，借助光遗传学，研究人员得以揭示调控特定记忆、情绪和行为的神经回路，这些研究对神经系统和精神疾病具有重要意义。在临床医学中，研究人员正利用这一方法尝试恢复视力受损者的眼部功能。

光遗传学从根本上改变了我们对大脑的理解。该领域每天都有新的发现涌现，并正在帮助解开人类最重大的谜团之一：我们神奇的大脑是如何运作的。

值得一提的是，华人科学家潘卓华，可能是光遗传学的开创者，2004 年 7 月，潘卓华使用病毒感染了第一只老鼠，大约五周之后观察其视网膜，呈现在他眼前的是一片绿色的海洋——视网膜上成千上万的神经节细胞都拥有带绿色荧光的通道视紫红质（ChR）。他向这些细胞中植入监测电极，然后进行光照，细胞反馈了一阵电活动—— ChR 起作用了。

潘卓华教授

2004 年 11 月 25 日，潘卓华把这项工作投稿给了Nature 期刊，但Nature期刊编辑建议他转投到 Nature 旗下的神经科学期刊Nature Neuroscience上，但转投后却遭到拒稿。2005 年初，潘卓华又将论文投到Journal of Neuroscience 期刊，但依然被拒稿。

2005 年 5 月，潘卓华在视觉和眼科学研究协会（Association for Research in Vision and Opthamology）的会议上介绍了这项在神经元中使用 ChR 的工作。

仅仅几个月后（2005 年 8 月），Nature Neuroscience期刊发表了Karl Deisseroth团队的使用 ChR 让神经元对光敏感的论文。

而在 2006 年 4 月，潘卓华的论文终于在Neuron期刊上发表，仅仅几个月之差，一切都不一样了。Karl Deisseroth因光遗传学而一飞冲天，接连获得了科学突破奖、哈维奖、盖尔德纳奖、京都奖、拉斯克奖、霍维茨奖、引文桂冠奖...以及今天的诺贝尔奖。而潘卓华，似乎终将被遗忘。

在Karl Deisseroth的论文在Nature Neuroscience期刊发表后，潘卓华曾联系期刊，质疑为何自己的论文被拒，但 Karl 的论文却被接收了。

期刊编辑回复道——两篇论文有相似之处，但 Karl是将成果作为一项新技术而非科学发现提出的。潘卓华的论文看上去过于狭隘，仅仅关注将 ChR 用于恢复视觉，而 Karl 的文章则眼界开阔，他提出 ChR 是能够在神经科学领域广泛运用的工具。