瑞典卡罗琳医学院于10月5日宣布，2026年诺贝尔生理学或医学奖将授予三位科学家：卡尔·戴塞罗思、彼得·黑格曼和格奥尔格·内格尔，以表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的突破性贡献。对于许多人来说，这三位科学家的名字或许并不熟悉，他们的研究领域“光遗传学”更是毫无头绪。因此，有必要深入了解这三位获奖科学家的背景以及他们在光门控离子通道和光遗传学研究中的重要发现。
诺贝尔奖委员会表示，光遗传学技术使我们能研究活体大脑中，神经细胞如何影响记忆、情感和行为。德国科学家彼得·黑格曼和格奥尔格·内格尔在一种单细胞藻类中，发现了一种独特的蛋白质——通道视紫红质（channelrhodopsin）。而美国科学家卡尔·戴塞罗思则将这种蛋白质优化为神经元的光控开关。这三位科学家奠定了神经科学的新基础，揭开了光遗传学的奥秘。
光遗传学是一种利用光来操控神经细胞活动的科技，其根源可以追溯到单细胞藻类衣藻。彼得·黑格曼因好奇衣藻为何能够朝向光源游动，进而与格奥尔格·内格尔联合，发现了上述蛋白质。当蓝光照射时，通道视紫红质会开启一个通道，让带电离子进入细胞，产生电信号。他们的研究表明，不论将这一蛋白质引入何种细胞，细胞都能对光产生反应。
为了将这一发现应用于脑科学，需要将产生光敏蛋白的基因导入神经细胞，使这些细胞膜上同样拥有通道，这样便可通过特定波长的光来调控细胞活动。这一过程令光遗传学得以实现：基因决定了哪些细胞被“装备”，而光则在合适的时机启动这些细胞。2005年，卡尔·戴塞罗思及其同事在体外培养的神经元中证明了这一方法的有效性。2006年，他与斯坦福大学的马克·施尼策尔共同将这一技术命名为“光遗传学”。到2007年，研究者们将光纤引入活小鼠大脑，刺激特定脑区的神经细胞，引发可观察的行为变化，如胡须运动。
光遗传学的出现，不仅仅是一个新的操作工具，更使科学家能够在复杂的大脑中定位特定神经元，精确调节它们的活动，从而观察其对行为和功能的直接影响。在视觉领域，光遗传学已进入临床应用阶段。2021年，有研究报道称一名因视网膜色素变性失明的患者在接受光遗传学治疗后配合专用眼镜，部分恢复了视力。从衣藻的发现到人类治疗，光遗传学的发展历程更像是一场跨越数十年的科学接力。而这次诺贝尔奖只记录下了三位获得者的名字，他们的贡献在于：黑格曼追问衣藻光敏反应的奥秘，内格尔则将光敏基因成功植入蛙卵中，戴塞罗思则进一步将其引入哺乳动物神经元，逐步发展成为一个可在活体大脑中控制特定神经细胞的工具。
三位获奖者都是多才多艺的科学家。对于中国读者来说，卡尔·戴塞罗思可能较为熟悉，因为他的普及读物《照亮破碎之心》已经在中国出版。戴塞罗思生于1971年，在美国波士顿的医学之家中长大，他的父亲是一位血液癌症研究专家。因为父亲的工作，他幼年时常常随家搬迁，在长途驾车时，他会朗读书籍来陪伴父亲。在21岁时，他以优异成绩毕业于哈佛大学，获得生化科学学士学位，之后进入斯坦福大学攻读双学位，获得神经科学博士和医学博士。在医学学习期间，他原本打算成为神经外科医生，但因接诊一位精神病患者而转向精神病学，对大脑失常和人类情感的研究产生了更大的兴趣。此后，他还修读了小说写作课程，致力于科学与文学的结合。
