一束光，如何打开大脑的秘密？

2026 诺贝尔生理学或医学奖 · 科学资料 · 核验于 2026 年 10 月 9 日

获奖发现

• Karolinska Institutet：光遗传学先驱获诺贝尔奖。获奖者为 Karl Deisseroth、Peter Hegemann 和 Georg Nagel。
• Stanford Medicine：Deisseroth 获 2026 年诺贝尔奖。介绍获奖发现及其对神经科学的意义。

从感光蛋白到神经回路

• Nagel 等，PNAS，2003。通道视紫红质二（ChR2）可直接受光控制，并允许阳离子通过。DOI：10.1073/pnas.1936192100。
• Boyden 等，Nature Neuroscience，2005。将光敏通道引入培养神经元，实现用光脉冲精确控制神经活动。DOI：10.1038/nn1525。
• Zhang 等，Nature，2007。展示使用不同光敏工具激活或抑制神经活动。DOI：10.1038/nature05744。
• Stanford Medicine：光遗传学如何工作。介绍光敏蛋白、细胞选择、光递送与神经回路研究。

医学探索

Sahel 等，Nature Medicine，2021报告了一位失明患者在光遗传治疗结合特制眼镜后恢复部分视觉功能。DOI：10.1038/s41591-021-01351-4。这项结果不等于恢复正常视力，也不代表普遍疗效。该研究使用对红移光更敏感的工具，与片中用于解释基本原理的 ChR2 蓝光工具有所不同。

观看说明

影片中的微观影像与研究设备画面为科学艺术示意及 AI 重建，颜色、尺度和空间关系经过艺术化组织。原理图和曲线用于解释机制，不是实验数据；彩色神经元用于区分细胞群。

光遗传学需要目标细胞先表达相应光敏蛋白。ChR2 在静息神经元中通常产生向内的净正电流，从而使膜去极化；达到阈值才会产生动作电位。轴突中传播的是膜电位变化，化学突触则通过神经递质传递信息。记忆和情绪涉及神经网络，不能与单个细胞简单对应。