封面新闻记者 边雪
北京时间10月5日17时30分，2026年诺贝尔生理学或医学奖揭晓。美国科学家卡尔·戴塞罗特（Karl Deisseroth）与德国科学家彼得·赫格曼（Peter Hegemann）、格奥尔格·纳格尔（Georg Nagel）共同获奖，以表彰他们“关于光控离子通道和光遗传学的发现”。
这一年的诺贝尔生理学或医学奖，把目光投向了一个看似简单、却长期困扰神经科学的问题：大脑中的某一个神经元究竟在什么时候被激活？它的活动又如何影响记忆、情绪和行为？
过去，科学家可以观察大脑，也可以通过电刺激改变部分神经活动，但很难做到既精准地选择某一种神经元，又在极短时间内控制它。三位科学家的工作，则把“光”变成了一把可以打开或关闭特定神经细胞的钥匙。诺贝尔奖委员会指出，光遗传学如今已经成为全球实验室研究大脑奥秘的重要工具。
这项技术的重要性，并不只在于它制造了一种新的实验工具。更深一层看，它改变的是神经科学研究大脑的方式：研究者不再只是“看见”神经元在做什么，而是能够更精准地干预特定神经元，再观察由此产生的结果。
三位获奖者 图据央视新闻
从一只会“追光”的单细胞生物开始
这项诺奖成果的故事，最初并不是从人类大脑开始的，而是来自一种能够感受光线的单细胞藻类。
20世纪末至21世纪初，赫格曼开始研究单细胞绿藻如何感知光线并向光源游动。随后，他与纳格尔发现了一类特殊的光敏蛋白：通道视紫红质（channelrhodopsin）。这种蛋白能够对光作出反应，当受到蓝光照射时，它可以打开离子通道，使带电离子通过细胞膜，从而引起电活动。
真正关键的地方在于，这种蛋白并不只能在藻类中发挥作用。当研究人员把相关基因导入其他细胞后，这些原本对光不敏感的细胞也能够获得光敏感性。一个原本属于微小藻类的生物学机制，由此有可能被改造成控制其他细胞的“光开关”。
随后，戴塞罗特及其研究团队进一步把这一发现带入神经科学。2005年，戴塞罗特团队将编码通道视紫红质的基因导入大鼠神经细胞，并证明蓝光可以触发这些神经元产生神经信号。两年后，他们又将这套方法推进到活体动物大脑中，使研究人员能够通过光照控制活体动物特定神经元的活动。
至此，一套后来被称为“光遗传学”（optogenetics）的技术逐渐成形。它的基本逻辑，是先通过基因技术让特定神经元表达对光敏感的蛋白，再利用特定波长的光照射这些细胞，从而控制它们的活动。与传统电刺激相比，光遗传学能够在更精细的细胞类型和时间尺度上进行操控。
这意味着，研究人员可以提出一个更加直接的问题：如果我只让这一群神经元活动，会发生什么？答案，可能涉及记忆、情绪、运动乃至疾病。
从“观察大脑”到“操控大脑”
长期以来，神经科学面对的一个核心难题，是大脑太复杂了。
人的大脑包含数量巨大的神经元，这些神经元又通过复杂的神经环路彼此连接。一个行为背后往往不是某一个神经元单独完成，而是大量神经元按照特定时间和空间模式共同活动。
因此，如果科学家发现某一脑区在动物产生恐惧、运动或者形成记忆时出现活动，仅凭这一观察，很难回答一个关键问题：这些神经元的活动究竟是原因，还是结果？
光遗传学改变了这一点。研究人员可以针对特定类型的神经元进行基因标记，使其获得光敏感性，然后在动物行为过程中利用光刺激对这些神经元进行精确控制。如果某类神经元被激活后，动物出现相应行为，或者被抑制后某种行为消失，研究人员就能够进一步判断这一神经环路与行为之间的因果关系。
记者注意到，诺贝尔奖委员会特别强调，这项技术使研究人员能够在活体大脑中开启或关闭单个神经细胞的活动，并由此研究神经元如何参与记忆、感觉和行为。
这也是为什么光遗传学在神经科学领域的影响远远超出了一项普通实验技术。在过去，研究大脑更像是在一张已经极其复杂的电路板上观察信号；而光遗传学让科学家获得了更精细的“开关”，可以针对电路中的特定节点进行干预。
这使一些此前难以回答的问题开始变得可以实验验证。比如，一组神经元究竟是否参与形成某种记忆？某条神经环路是否与特定情绪有关？某类神经细胞活动异常是否参与某种疾病过程？这些问题，都可以通过更加精确的神经活动操控来寻找答案。
诺奖为何在此时“看见”光遗传学？
从时间上看，这项技术距离最初的关键发现已经过去二十多年。
诺贝尔奖往往奖励的并不是刚刚出现的概念，而是经过多年验证、已经改变一个领域研究方式的成果。光遗传学也是如此。从早期发现光控离子通道，到把相关基因引入神经元，再到进入活体动物实验，这条技术路线经历了较长时间的发展。
如今，光遗传学已经成为神经科学的重要研究工具。它所带来的价值，也已经从“能不能用光控制神经元”转向“利用这种能力还能回答哪些关于大脑的问题”。
这也是今年诺贝尔奖值得关注的地方：它奖励的不仅是一项具体发现，也是在奖励一种研究范式的改变。
科学家并没有直接破解“意识是什么”这样的终极问题，但他们获得了一个更加精准的实验入口——把复杂的大脑拆解成不同类型的细胞和神经环路，通过控制其中某一部分，再观察整个系统发生什么变化。
从这个意义上说，2026年诺贝尔生理学或医学奖提醒人们，大脑仍然是一片巨大的未知领域，而光遗传学让科学家拥有了更精细的探照灯。
当然，实验室中的光控神经元，并不等于可以直接用光治疗人类疾病。光遗传学目前最重要的角色仍然是基础研究工具。它帮助科学家理解神经环路与行为之间的关系，并为未来探索神经系统疾病的机制和治疗方式提供基础，但不能把它简单理解为已经成熟的临床治疗手段。
今年诺贝尔奖的奖金总额为1200万瑞典克朗，约802万元人民币。由三位获奖者共同分享。相比2025年的1100万瑞典克朗，今年诺贝尔奖单项奖金增加了100万瑞典克朗。
从一只趋光的单细胞藻类，到可以被光控制的神经元，再到今天对记忆、情绪和行为的研究，三位科学家的工作跨越了生物学、遗传学和神经科学。
它所呈现的科学路径也颇具启发性：一个看似与人类疾病相距甚远的基础生物学问题，经过多年积累，最终可能成为理解人类大脑的重要工具。
诺贝尔奖再次把聚光灯打向了基础科学。而这一次，科学家们研究的，是大脑本身如何被“点亮”。
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