瑞典卡罗琳医学院宣布线上实盘配资,2026年诺贝尔生理学或医学奖授予卡尔·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发现。对于很多人来说,这三位科学家及其研究领域可能并不熟悉,但他们的工作对神经科学产生了深远影响。

光遗传学是一种利用光来控制神经细胞的技术。这项技术的起点是衣藻这种单细胞藻类。彼得·黑格曼和格奥尔格·内格尔在衣藻表面发现了一种特殊的蛋白质——通道视紫红质。当蓝光照射时,这种蛋白会打开一个通道,让带电离子流入细胞,产生电信号。无论将这种蛋白放进哪种细胞,细胞都会变得对光敏感。卡尔·戴塞罗思进一步将这种蛋白质改造为神经细胞的光控开关,为神经科学的新纪元奠定了基础。

光遗传学的基本思路是通过基因工程将制造光敏蛋白的基因引入神经细胞,使细胞膜上出现相应的通道。这样,科学家就可以用适当波长的光改变细胞活动。2005年,卡尔·戴塞罗思和同事在培养的神经细胞中证明了这种方法的可行性,并在2006年将其命名为“光遗传学”。到2007年,研究者已经能够通过细光纤将光送入活体小鼠的大脑,刺激特定神经细胞,引起胡须运动。这项技术不仅提供了一个新的“开关”,还让科学家能够在复杂的大脑中指定一类神经元,精确改变它们的活动,直接观察行为和功能的变化。

光遗传学的应用范围不断扩展。在视觉领域,已有因视网膜色素变性失明的患者在接受光遗传学治疗并配合专用眼镜后恢复了部分视觉功能。从衣藻到人类,光遗传学经历了发现光敏蛋白、测量通道电流、控制神经细胞,再到探索临床应用的过程,是一场跨越几十年的科学接力。

卡尔·戴塞罗思出生于美国波士顿一个医学世家,毕业于哈佛大学,随后进入斯坦福大学的医学与哲学双学位项目。他原本计划成为一名神经外科医生,但在精神科轮转时接诊的一位患者改变了他的选择。他意识到精神疾病中有许多未解之谜,于是转向研究大脑的工作机制。他在斯坦福读研期间选修了小说写作课程,后来成为“光遗传学之父”并出版了科普著作《照亮破碎之心》。

格奥尔格·内格尔1953年生于德国南部,从小对科学充满兴趣。他在康斯坦茨大学学习生物学和生物物理学,毕业后曾在瑞士一所私立中学任教,并在德国康斯坦茨市中心开了一家名为“Café Chaos”的咖啡馆。病痛缓解后,他开始安心踏上学术生涯,在法兰克福大学和马克斯·普朗克生物物理研究所攻读博士,并在美国从事博士后研究。他与彼得·黑格曼在衣藻研究中展开了合作。

彼得·黑格曼1954年出生于德国西部,中学时期对化学、物理、生物等科目感兴趣。他最终进入明斯特大学学习化学,两年后转学到慕尼黑大学改攻生物化学,博士及博士后阶段专注于生物物理学与光生物学。他对航海和天文学感兴趣,但最终选择了科学研究。他与内格尔合作,确认了通道视紫红质的作用。

这三位科学家虽然一开始“志不在此”,但最终在一个共同的问题上汇合:能否用光精确改变指定神经细胞的活动?他们成功解答了这一问题,前后接力、合作,开启了“用一束光‘操控’大脑”的新课题。

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