2026年诺贝尔医学奖周一(5日)揭晓，由戴瑟罗斯（Karl Deisseroth）、赫吉曼（Peter Hegemann）及内格尔（Georg Nagel）等3名学者共享殊荣，表彰他们在光门控离子通道与光遗传学方面的发现。这项将藻类蛋白质转化为神经细胞「开关」的技术，开启了神经科学研究的新时代。

诺贝尔生理学或医学奖委员会主席斯文宁森（Per Svenningsson）表示，光遗传学提供了一种过去只能想像的大脑图谱绘制方式。

透过这项技术，科学家能在活体大脑中精准控制单一神经细胞的活动，进而揭示神经回路如何塑造记忆、情绪与行为。目前，光遗传学已广泛应用于全球实验室，也开始朝临床领域延伸，尝试协助视障患者恢复视力。

从藻类找到细胞开关

这项突破源自赫吉曼的一个疑问：单细胞藻类莱茵衣藻如何感知光源，并朝光线游动？

21世纪初，赫吉曼与内格尔共同发现，藻类细胞表面存在一种称为「光敏感通道蛋白」（channelrhodopsin）的蛋白质。当蓝光照射时，蛋白质内部的通道会开启，让带电离子进入细胞，产生电讯号。

两人进一步发现，将这种蛋白质引入其他细胞，也能让细胞对光产生反应，为后续以光控制细胞活动奠定基础。

2003年，内格尔、赫吉曼与班伯格（Ernst Bamberg）领衔的团队证实，在动物细胞中表现的光敏感通道蛋白－2（ChR2），确实能借由光线调控离子进出，并在论文中指出，这项技术有望成为强大的研究工具。

蓝光让神经元启动

将这项基础发现转化为神经科学工具的关键人物，是戴瑟罗斯。

当时仍在史丹佛大学从事博士后研究的戴瑟罗斯，读到上述论文后，与博士生博伊登（Edward Boyden）迅速联系内格尔团队，合作将ChR2引入神经元。

戴瑟罗斯解决了ChR2在神经细胞膜上稳定表现的核心难题，博伊登则开发出精准控制光线的光纤系统。

2004年8月4日凌晨1时，博伊登在显微镜下，以蓝光刺激表现ChR2的神经元。第一个接受测试的神经元，在数毫秒内便产生稳定的动作电位，现代光遗传学技术的雏形就此诞生。

这项突破性成果于2005年发表。两年后，戴瑟罗斯进一步实现在活体小鼠大脑中，以光控制神经细胞，让光遗传学正式进入实验应用阶段。

从研究工具走向临床

此后，光遗传学研究快速发展。2005年12月，内格尔与戈特沙尔克（Alexander Gottschalk）的团队，首次透过光遗传学改变线虫行为。

2006年，潘卓华的研究团队让视网膜病变小鼠重新对光产生反应；2007年，冯国平的研究团队则发表能稳定表现ChR2-YFP的基因转殖小鼠系统。

「光遗传学」一词直到2006年才首次出现在学术论文中，但相关技术已迅速扩展至全球实验室。研究人员借此辨识与神经系统疾病及精神疾病相关的神经回路，探究特定记忆、情绪与行为背后的运作机制，并尝试应用于视觉功能恢复。

三位科学家奠定新纪元

赫吉曼生于1954年，目前任职于德国柏林洪堡大学，获奖相关研究完成于马克斯普朗克生物化学研究所。内格尔生于1953年，现为德国维尔茨堡大学分子植物生理学教授，相关发现完成于马克斯普朗克生物物理研究所。

戴瑟罗斯生于1971年，先后于1998年与2000年在史丹佛大学取得博士及医学博士学位，目前担任霍华休斯医学研究所及史丹佛大学DH Chen讲席教授，研究涵盖生物工程、精神病学与行为科学。

卡罗琳医学院指出，光遗传学从根本上改变了人类对大脑的理解，持续涌现的新发现，正协助研究人员解开大脑运作之谜。诺贝尔奖委员会将三人的贡献定位为神经科学新纪元的奠基。

诺贝尔奖基金会上月宣布，每一奖项的奖金将从去年的1100万瑞典克朗提高至1200万瑞典克朗（约新台币3800万元）。若有数名得奖者共享奖项，他们将分享奖金。