熊猫体育 - 光照之下,开启人类大脑新篇章:2026诺奖揭晓

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熊猫体育 - 光照之下,开启人类大脑新篇章:2026诺奖揭晓

熊猫体育官网 · PANDA SPORTS 994 阅读 约 5.5 分钟

2026年诺贝尔生理学或医学奖的颁发现场,揭开了人类科学探索的新篇章。刚才,在斯德哥尔摩的卡罗琳医学院,诺贝尔论坛宣布将这一殊荣授予了三位杰出的科学家:卡尔·戴塞洛斯、彼得·黑格曼和格奥尔格·纳格尔。他们的研究成果直指生物科学的核心——在光门控离子通道与光遗传学的领域,他们的发现让人类首次能够通过一束光直接操控活体大脑中某类神经细胞的活动。

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卡尔·戴塞洛斯是美国霍华德·休斯医学研究所和斯坦福大学的教授,生于1971年;彼得·黑格曼出生于1954年,隶属于德国柏林洪堡大学;格奥尔格·纳格尔则来自德国维尔茨堡大学,生于1953年。这三位科学家的工作像一条精准的流水线,从黑格曼和纳格尔在德国对单细胞绿藻的观察,到戴塞洛斯将发现应用于神经科学,形成了一个严谨的科学进程。诺贝尔奖金总额为1200万瑞典克朗,三人平分,且恰逢诺贝尔奖创立125周年,奖金较往昔提升了100万瑞典克朗。

这一切的开始,出乎很多人的意料,源自一池塘的绿藻。衣藻(Chlamydomonas)这种单细胞生物,尽管没有眼睛和大脑,却展现了惊人的光感应能力。当光源出现时,它会迅速朝光源方向移动。1990年代初,黑格曼在马克斯·普朗克生物化学研究所深耕这一现象,使用极细的电极探测到,衣藻在受到光照后半毫秒内便会产生电信号。该现象显著快于人类的视觉反应,后者的信号传递过程则需至少十毫秒,黑格曼推测在衣藻体内可能存在一种特殊的蛋白复合物,能够直接将光信号转化为电信号。这一理论当时受到广泛质疑,因为已知的离子通道中并没有能够直接对光反应的种类。 熊猫体育

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为了验证这个大胆的假设,黑格曼面临的挑战在于提取和研究这类蛋白质的难度。然而,到了千禧年,日本科研人员公开了衣藻的全基因序列,黑格曼的团队得以识别出两个与捕光相关的基因。接下来,他们的研究交给了法兰克福的纳格尔。纳格尔独出心裁,选择了青蛙的卵细胞作为实验平台,将两个基因成功注入,结果显示这两种蛋白质均为离子通道,并在光照条件下能够迅速打开。经过实验,他们命名为通道视紫红质-1和通道视紫红质-2,其中后者的开启时间短至0.2毫秒,带正电的离子便能快速涌入,形成电信号。

接下来更具突破性的进展出现了。纳格尔和黑格曼大胆地将通道视紫红质-2的基因转入人类的胚胎肾细胞以及仓鼠的肾细胞,结果这些细胞一照光即产生电信号,验证了他们的理论。2003年,他们将这一成果发表。

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与此同时,来自斯坦福的戴塞洛斯,经过精神科的实习,意识到现有的神经治疗方法的局限。听闻通道视紫红质-2后,他立即联系了纳格尔,获得了该基因。将其转入大鼠神经细胞后,结果显示这些细胞能够在蓝光照射下有效地传递神经信号。2005年,他们的研究成果正式发布,第二年,戴塞洛斯命名了这一技术为“光遗传学”(optogenetics)。2006年,他的团队完成了最后一步,将通道视紫红质-2的基因送入活体小鼠的大脑,并通过细光纤实施光照,观察到小鼠的运动反应。 熊猫体育

诺贝尔生理学或医学委员会主席佩尔·斯温宁松评论称,光遗传学的出现为绘制人类大脑的功能图谱提供了革命性的机会,这种研究方式创新而深远,开启了我们理解自身和治愈疾病的新方法。

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