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拿一根比头发丝还细的光纤插进小鼠脑子里。 蓝光一闪,原本安安静静的小鼠瞬间拔腿狂

拿一根比头发丝还细的光纤插进小鼠脑子里。 蓝光一闪,原本安安静静的小鼠瞬间拔腿狂奔; 光一关,它立刻停在原地,若无其事地继续吃东西。

刚刚揭晓的 2026 年诺贝尔生理学或医学奖,就颁给了让这一幕成为现实的三个人 —— 美国斯坦福大学的卡尔・戴塞罗思、德国洪堡大学的彼得・黑格曼和维尔茨堡大学的格奥尔格・内格尔。

瑞典卡罗琳医学院 10 月 5 日宣布,三人因 "光门控离子通道和光遗传学方面的发现" 共享 1200 万瑞典克朗奖金。

说白了,这三个人给神经细胞装了一个用蓝光控制的开关。

这个开关不是在人或动物脑子里找到的,而是在一种叫莱茵衣藻的单细胞绿藻身上。

这种藻得追着光才能活下去,黑格曼研究它的趋光反应很多年,2002 年和 2003 年跟内格尔一起先后揪出两个关键蛋白,其中一个叫通道视紫红质 2,简称 ChR2。

这个蛋白本身就是离子通道,蓝光一照直接打开,正离子涌进细胞,没有中间环节,毫秒级完成。

戴塞罗思把这个藻类蛋白的基因塞进了哺乳动物的神经元。2004 年 8 月 4 日凌晨,他的学生博伊登在显微镜下打开蓝光,培养皿里的神经元几乎立刻产生了动作电位。

2005 年这项工作发表在《自然・神经科学》,作者里还有张锋,他帮忙建立了用病毒载体把 ChR2 送进神经元的方法。

从那以后,神经科学家第一次有了既能指定控制哪群细胞、又能精确决定什么时候控制的工具。

在这之前研究大脑的人很被动。插电极刺激,电流不分细胞类型,一个脑区里兴奋性和抑制性神经元挤在一起,一通电全被激活。

用药有选择性,但起效要几分钟,对不上神经元毫秒级的放电节奏。1979 年发现 DNA 双螺旋的克里克晚年转攻脑科学,就提出必须有办法只开关某一类神经元。

1999 年他说理想的控制信号可能就是光,当时不少人觉得不可能。结果关键物质早就在自然界存在了几十亿年,只是没人去绿藻里找。

光遗传学改变的是神经科学提问的方式。以前看到某群神经元在小鼠害怕时活跃,只能说可能有关。

现在可以主动打开这群细胞看行为会不会出现,关掉看行为会不会消失,一开一关之间相关性就变成了因果性。2007 年研究人员用光激活下丘脑管觉醒的神经元,把睡着的小鼠叫醒了。

2012 年利根川进和戴塞罗思重新激活形成恐惧记忆时活跃的神经元,小鼠在安全环境里又表现出恐惧,记忆到底储存在哪这个问题第一次被直接触碰。

后来疼痛、社交、口渴、进食、奖励、注意力、昼夜节律甚至发热背后的神经环路,一个个被搞清楚。

临床也在推进。2021 年法国科学家萨赫尔和瑞士的罗斯卡在《自然・医学》发文,给一个视网膜色素变性失明多年的 58 岁男性眼睛里注射带光敏蛋白基因的病毒,配合特殊眼镜,这个人重新能辨认桌面上的物体,这是光遗传学第一次在人身上治病。

今年美国 Nanoscope 公司的 MCO-010 做完 IIb 期临床,三年随访显示视力改善持续,FDA 正在审上市申请。

另一家公司的 MOGENRY 今年 9 月被 FDA 受理许可申请,批了就是第一款不挑致病基因、一针注射的失明疗法。

帕金森方向,美国 PhotoPharmics 的光神经调控设备拿了 FDA 突破性设备认定,350 人的三期临床已全部入组。

国内苏州大学附属第一医院 2022 年启动临床试验,今年 4 月在《美国眼科学杂志》发了一年期结果。

但到现在没有一款光遗传疗法真正获批上市。小鼠身上能逆转帕金森症状、能诱导和缓解抑郁,不代表人身上也行。

戴塞罗思自己在小鼠里做过抑郁模型,也跟同事逆转过帕金森症状,可离临床还差着病毒安全性、光纤植入创伤、免疫反应好几道坎。

诺奖评委潘嫱接受新华社采访时用的词是 "展现出临床应用潜力",潜力两个字,分寸拿捏得很准。

这事儿往深了看,一个绿藻追光用的蛋白,被三个科学家接力改造成操控大脑的工具,从基础发现到诺奖二十多年,从实验室到病床又走了快二十年。中间任何一环断了,这束光都亮不起来。

黑格曼研究衣藻趋光性的时候没人知道能治病,内格尔验证 ChR2 功能的时候不是冲着神经科学去的,戴塞罗思把它塞进神经元的时候也想不到五年后有人用它让盲人看见东西。

基础研究的回报周期长到经常让做短期考核的人不耐烦,可真正改变认知边界的东西,没有一件是赶工期赶出来的。

光遗传学让理解大脑和操控大脑之间的界限消失了,以前只能看哪里亮了,现在可以决定让哪里亮,抑郁症、帕金森这些至今搞不清环路的病终于有了逐个验证的手段。

可能精准开关神经元,也就意味着理论上能精准改变行为,这个边界在哪、谁来守,已经吵了好几年。

技术本身没有善恶,把开关交到谁手里、按什么规则按,是全社会都该盯着的事。