这个时代还在全力追赶光遗传学。



文|徐欣萌


人在最难受的时候,第一反应往往是上网搜,“我到底怎么了”。对着一个名词,一条条对症状,就能缓解不少。


这就是人们所说,“命名是打败一个东西的第一步”。


在《哈利波特》中,“神秘人”伏地魔的真名就是他的软肋。在《西游记》中,银角大王唤谁的真名,应一声就会被吸入紫金葫芦。


在这个大家尤为关注自己情绪的时代,无数人试图为自己的问题找到一个名字——ADHD、前额叶受损、高功能焦虑、情感钝化、躯体化抑郁、空心症等。



有网友表示,自己给痛苦命名,是为了证明自己并不“脆弱”,而是一种真实的、有来路的东西打败了他们。


但对于解决问题而言,命名只是个开始。如果无法精准定位到“具体哪里出了问题”,改变是治标不治本的。


今年有一项诺贝尔奖,颁给了看到这些精神危机背后的生理结构,并为之找到可能解法的科学家们。



2026年10月5日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将诺贝尔生理学或医学奖授予美国斯坦福大学的卡尔·戴塞罗思、德国柏林洪堡大学的彼得·黑格曼和德国维尔茨堡大学的格奥尔格·纳格尔,表彰他们在光门控离子通道和光遗传学方面的发现。


诺奖委员会称,这项技术“奠定了一个神经科学新时代的基础”,让科学家得以研究活体大脑中神经细胞如何塑造记忆、情感和行为。



这项看似复杂的技术,出发点其实很朴素。很多人对精神疾病的误解是“想不开”——以为把道理讲明白,他们想开了,就不会继续钻牛角尖、陷入无可救药的绝望了。


但这项研究的从根本上揭示,这些深受精神疾病折磨的患者,不是主观选择想不开,而是他们大脑内确切发生了异变。


得主之一戴塞罗思曾说,抑郁症“具有压倒性的力量,根本无法靠讲道理来化解。”他尤其在意,是什么变化,让有些人会失去感受快乐的能力。


他们找到了一种答案,那是一盏能在大脑内点亮的灯。



01 

在绝望中寻找答案


10月5日,斯德哥尔摩,诺贝尔大会秘书托马斯·佩尔曼在发布会上讲了3人的接电话状态。


讲到卡尔·戴塞罗思时,他说了一句让全场笑出来的话:“戴塞罗思回答时非常疲惫,他确实在睡觉,但他醒了。”


据报道,那天夜里,他正在赶一篇论文,写到很晚才躺下。


卡尔·戴塞罗思接到电话得知获诺奖的消息。


54岁的戴塞罗思很忙。他是霍华德·休斯医学研究所研究员,斯坦福大学讲席教授,生物工程教授,精神病学与行为科学教授。


但如果你问他是什么人,他大概会说:“我是个精神科医生。”


因为无论何时,他始终坚持着平均每周出一次门诊,还给自己立了规矩,只接收大多数治疗手段对之束手无策的病人——重度抑郁、自闭症谱系障碍、难治性强迫症等。


在绝望中寻找答案,正是光遗传学诞生的原因。


戴赛罗思。


小时候,戴赛罗思钟爱阅读,喜欢充满想象力的作品,曾在上学路上一边骑车,一边看摊在车把上的书,甚至撞到过路边停着的汽车。进入哈佛后,他选的第一门课就是创意写作。


后来,他在与同学闲聊和相关课程中了解到生命科学。这门科学通过对单细胞,甚至最复杂的大型生命体细胞的研究,可以解答无比深奥的问题。这种系统的联系,让他为之着迷。


“我想将这样的研究方式扩展到精神世界去,去研究意识、情感、语言引起的感情变化。”他在著作《照亮破碎之心》中写道,“就这样,我找到了‘真爱’。”

大学时,戴塞罗思曾认为,外科手术那在毫厘之间上演的“生死大战”才是最让他热血沸腾的事,一直希望能去神经外科当医生。


相较而言,他对精神科几乎毫无兴趣。他认为,这个科室的诊断高度依赖主观描述,疾病边界模糊,很多问题没有可直接测量的指标。


但在一次医学院例行的精神科轮转实习中,发生了一件事,改变了戴塞罗思的一生。


当时,他正坐在护士站,一个40多岁的男人突然冲过一扇门站到他面前。两人四目相对,男人朝他大吼,戴赛罗思被吓得五脏六腑蜷缩成一团。


那一瞬间的冲击,让他直观地感受到,精神病人的内心世界并非如他曾预想的简单、混沌。患者们所承受的伤害、恐惧是如此真实。


电影《美丽心灵》剧照。


“没有人能从生理学角度来回答这个疾病的本质究竟是什么,或者为什么这个人会得这个病,又或者为什么人类必须经历如此怪异又可怕的状态。”他写道。


“对我而言,在经历了那一时刻以后,我只能头也不回地继续前行。”他承认,挑战绝望,也是人性的一部分。



02 

从藻类“借来一束光”


戴赛罗思的研究,让人类进一步揭开大脑的神秘面纱,但想了解这项研究,还要从170多年前的一场事故说起。


1848年,在一次爆破作业中,美国铁路工人菲尼亚斯·盖奇被一根重达6公斤的铁棒从下巴贯穿头颅。


盖奇活了下来,但从此性情大变,从一个“精力充沛、可靠、勤奋”的人,变得“冲动、固执又粗鲁”。


那根贯穿了他大脑的铁棒,让人类第一次意识到,一个人的性格、乃至情绪波动,并非仅仅关于“灵魂”,而是和大脑的物理结构相关。


菲尼亚斯·盖奇和那个让他受伤的铁棒。(图源:维基百科)


但100多年来,神经科学依旧没有合适的工具能确切解答其中的机理。


人类的身体是个名副其实的“黑箱”。医学的发展,和照亮这个黑箱的进程密切相关——X光攻克了骨骼和内脏的曲折结构,CT和核磁共振能创造立体的切片,脑电图和PET扫描能捕捉大脑在工作时的信号。


所有这些工具,都能让人体地图变得更加详细。但大脑这个器官,长期以来都无法被“看透”。


DNA双螺旋的发现者之一、1962年诺奖得主弗朗西斯·克里克曾表示:这个领域真正需要的,是一种方法,“让某一类神经元被控制,而其他神经元基本不受影响”。


他曾猜想,如果神经元能通过光控制就好了。但他也觉得这是异想天开。那个年代,全世界没有任何技术能让精准地一个神经元对光起反应。


弗朗西斯·克里克(左)(图源:百度百科)


在自然情况下,人体全身上下只有视神经能感光。作为一种在陆地上生活,日出而作、日落而息的生物,人类让脑神经感光,对于演化毫无意义。


但在自然界,有许多生物都有丰富的感光器官。早在1866年,人们就发现,把衣藻放在培养皿中搅匀,从一侧打光,这些藻类植物就会慢慢朝光源靠拢。


20世纪80年代,一位主攻生物化学的德国人就被这种藻类迷住了。命运的齿轮,随之转动。


他的名字是彼得·黑格曼。博士毕业后,他放弃了曾经做的研究方向,来到美国雪城大学,潜心研究一个没有大脑的单细胞生物,如何能“决定”游向光源。


黑格曼通过用微电极测量衣藻眼点的电信号,发现光照后仅约半毫秒就出现了电脉冲,比人眼产生反应快了20多倍。


这让他猜想,接收光的和让离子通过的,很可能是同一个蛋白质,就像一扇见光就自动打开的“门”。


衣藻通过眼点感知光线,当光强度适当时会朝光源游去。(图源:诺贝尔奖官网)


但要证明这一点,他需要另一双擅长不同手艺的手。


他找到了德国科学家纳格尔,一位专攻膜蛋白的电生理学家。纳格尔把藻类的候选基因注入蛙卵,让卵细胞大量制造这种蛋白,再测量电流,验证了黑格曼的猜想。


2002年和2003年,两人发表了相关研究,证明衣藻的感光本领,可以通过一种名为通道视紫红质(ChR)的蛋白质,“借”给小鼠和人类的细胞。让原本不会感光的细胞,也能对光产生电反应。


这一发现,相当于找到了一个可以被光精确控制的“开关零件”。


当 Nagel 和 Hegemann 把衣藻基因导入蛙卵后,研究者用光照射这些离子通道时,通道打开,离子流过产生电信号。(图源:诺贝尔奖官网)


好巧不巧,2004年夏天,戴瑟罗思在斯坦福建起了自己的实验室。


作为一名精神科医生,戴塞罗思每天面对的是抑郁症、自闭症患者。而这类疾病传统的疗法,都十分简单粗暴。


药物或电极,都会一次性刺激整体的神经系统,通过拉总闸的方式控制病情。呕吐、腹泻、头痛、嗜睡等,都是这些疗法的副作用。


然而,戴赛罗思始终认为,治疗不应止步于此。他需要一种工具,来精确控制某一类神经元,同时保持其他神经元基本不受影响,筛选出有故障的细胞。


戴赛罗思。


兜兜转转,又回到了几十年前克里克提出的问题。但不一样的是,现在的戴赛罗思有两位前辈从衣藻“借来”的光。


他写了封信给前辈就问能不能拿到编码这个蛋白的DNA。不到一年的时间内,他的实验室就成功造出了以大脑本身的速度发放信号的光敏神经元。


最终,通过将这种蛋白的基因导入小鼠神经元,研究者即可用蓝光照射引发神经元放电,以至于控制小鼠的胡须抽动。


戴赛罗思把编码通道视紫红质-2的基因导入培养皿中培养的神经细胞。(图源:诺贝尔奖官网)


有了这一工具,就能给大脑装上一排开关,控制特定的细胞群,排查故障。例如用光控制某群细胞放电,观察抑郁情绪是否随之出现。


就此,正向情绪、行动动力、兴趣感知、抗压能力,这些听起来很抽象的东西,理论上成了可以被定位、被验证的回路。



03 

光遗传学,

还没被时代追上


自创立后,光遗传学被《自然·方法》评为年度方法,被数千个实验室采用,论文数以万计。2020年拿邵逸夫奖,2021年拿拉斯克奖,却在2026年才拿到诺贝尔奖。


为什么是今年?聊到这个问题时,《照亮破碎之心》的译者、神经外科医生吴承瀚表示并不意外。


吴承瀚在2015年被聘为美国斯坦福大学医学中心研究员时,就听过戴赛罗思的讲座。


“那时候他就已经是诺贝尔奖的大热门了,大家都知道这是迟早的事情。”吴承瀚说。据他所知,即便成就卓著,戴赛罗思也依旧专注于自己的工作,生活低调。


黑格曼在表达惊喜后,同时也表示,自己在洪堡大学的实验室照常运转,继续研究怎么让光控开关反应更快、更准。


黑格曼在办公室。


已经退休的纳格尔则在意大利度假时接到了消息。他坦言“真的没有预料到”,还打趣道,光遗传学拿奖还太早了些。


实际上,正如他所说,这个时代还在全力追赶光遗传学。


作为科研方法,光遗传学已举世闻名。但在临床转化上,它依旧处于探索阶段。


目前走得最远的应用,是让失明的人重获光明。2026年,武汉大学人民医院眼科教授沈吟的团队,就在实验中,让几名无法接受角膜移植的视网膜色素变性患者,通过光遗传学基因疗法,重新获得了视力。


武汉大学人民医院沈吟教授(来源:武汉大学人民医院)


还有研究者发现,光遗传学可用于脑机接口技术。不同于“大脑发信号指挥”,经过光遗传学改造,光就可以给大脑反向输入信号,让大脑产生某种虚假的感觉或反应。


“无中生有”的本领,也让不少人担忧起光遗传学其他应用的安全性。


截至2026年10月,全球16项已注册的光遗传学临床试验绝大多数都集中在视网膜疾病方向,帕金森病、癫痫、抑郁症等方向仍停留在动物模型的环路验证阶段。


吴承瀚表示,作为医生,他非常理解,科学认识人类的神经系统的终极目的,还是治好病人。


但该技术未来要用于人脑,要对目标细胞进行永久性基因改造,需要更谨慎的探索研究。


戴塞罗思自己也在诺奖获奖首访中说,许多关于大脑的谜团“现在终于像是站在即将被阐明的边缘”。


电影《心灵捕手》剧照。


在《照亮破碎之心》中有一个比喻:“让每一个人能成为独立个体的,是他的内在心灵。每一个人的特质,如同织布的质感和颜色,来自他生命中经历的种种,与那烦琐又可爱的大小事。而在这块织布上,他的病痛也就是人性的一部分而已。”


这项研究眼下最大的意义,是让研究脑疾病的人第一次有了好用的工具,真正去追问“到底是哪里出了问题”,从而让一个人不轻易被精神上的病痛否定,最终被迫丧失感受生活的权利。


路还很长,但这盏灯已经被点亮了。


原文:http://weixin.sogou.com/weixin?type=2&query=Vista%E7%9C%8B%E5%A4%A9%E4%B8%8B+%E8%BF%99%E7%BE%A4%E2%80%9C%E8%A2%AB%E5%8A%9D%E4%BA%86%E5%8D%8A%E8%BE%88%E5%AD%90%E6%83%B3%E5%BC%80%E7%82%B9%E2%80%9D%E7%9A%84%E4%BA%BA%EF%BC%8C%E7%BB%88%E4%BA%8E%E7%AD%89%E6%9D%A5%E4%BA%86%E4%B8%80%E5%9C%BA%E9%85%A3%E7%95%85%E6%B7%8B%E6%BC%93%E7%9A%84%E7%BF%BB%E6%A1%88

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