Nobel Prize 2026 in Physiology or Medicine: Optogenetics ( by Dharmendra sir)

以男孩癫痫发作开场：他突然倒地抽搐，被送医后做了脑电图、血常规、激素检测和CT扫描等常规检查，医生据此开具抗癫痫药物。

医生开了常用抗癫痫药，并说明癫痫没有一次性根治办法，可能需服药数月到数年，坚持吃药可控制发作。男孩服药三个月后复诊，诉说整天嗜睡、记忆力变差、注意力不集中，甚至分不清现实。

医生解释大脑分多个区域，男孩某个区域神经元过度活跃、放电过多，导致癫痫。医生用药物或注射抑制过度工作的神经元，但男孩请求只针对病灶用药，医生却说目前做不到。

医生用比喻说明：大脑像有多个房间的房子，某个房间着火，药物却像往所有房间泼水，抑制全部脑区工作，因此产生副作用。男孩提出加钱、只针对病灶给药，医生仍说不可行。

承接上一节的全屋泼水比喻，说明癫痫药物进入身体后不只作用于病灶，而是抑制所有脑区，这正是副作用来源。男孩愿付双倍费用求只针对病灶的药，医生仍答不可能。

引出2026年诺贝尔生理学或医学奖新闻，介绍三位得主卡尔·戴瑟罗思、彼得·黑格曼和乔治·内格尔，他们实现了此前被认为不可能的事，随后话题转向衣藻。

以衣藻（一种水中藻类，俗称青苔）为例：它靠两根鞭毛向前游动，并有一个眼点结构，像眼睛一样感受光线。眼点旁存在通道视紫红质蛋白，是整段故事的核心。

光一照到通道视紫红质，它就打开通道，让钙、钾、钠离子流入，鞭毛随之运动，藻类朝光游去，科学上称为趋光性。可见藻类没有真正的眼睛，靠这一蛋白改变自身状态来感光。

通道视紫红质被特定光激活后，神经元上相当于门的通道打开，神经元被激活；换另一种光则不激活。这说明用光照就能开关神经元，而这一过程最初正是在衣藻中被研究的。

通道视紫红质分chr1和chr2两种类型，科学家找到了编码它们的基因，并从藻类中把这些DNA基因提取出来，为后续把基因转入其他细胞做准备。

科学家把藻类的通道视紫红质基因装入载体，载体通常是病毒；病毒进入细胞时会把携带的DNA注入细胞。把这种病毒注入小鼠后，小鼠细胞就获得了该基因。

给携带该基因的小鼠照光，小鼠神经元立刻被激活。类似实验也在多种动物上做过，包括果蝇；把基因导入果蝇后观察其行为变化。

在果蝇体内导入该基因后，一照光果蝇就倒退行走：食物在前方，它却向后走。由此确认找到了光控开关——照光可让神经元激活或关闭。

通道视紫红质负责激活神经元，相当于告诉神经元多干活；盐视紫红质则相反，让神经元停止工作。两者构成光控开关的正反两面，为后面按病情选择激活或抑制打下基础。

通道视紫红质遇到波长470纳米的蓝光时，神经元变得非常活跃；而盐视紫红质所在的神经元被黄光照射后便停止工作。不同波长的光分别对应激活与抑制两种效果。

与神经元相关的疾病只分两类：一类是神经元过度工作，如癫痫、焦虑、双相障碍和躁狂；另一类是神经元工作不足，如抑郁、阿尔茨海默病导致记忆衰退。

既然病因分两类，治疗也可对应选择：对神经元工作不足者植入通道视紫红质，用蓝光使其活跃；对过度活跃者植入盐视紫红质，用黄光让其停止工作。

光遗传学是光学与遗传学的结合，医生把两者结合做出成果。由此设想为患者构建闭环系统，以癫痫为例，先在大脑内癫痫发作起始部位植入传感器。

本节讲闭环系统的工作流程：癫痫发作一开始神经元就过度放电，传感器检测到后立即接通黄光，黄光一开，神经元通道打开、神经元被安静下来，发作刚开始就被终止。全程不给药，只靠手术在大脑内植入传感器和光源。

本节用心脏起搏器作类比：第一位提出在心脏里装导线放电的医生曾被人嘲笑，如今起搏器已很常见，光遗传学若干年后也会变得平常，对癫痫患者是福音。随后转向神经元活动不足的疾病，如阿尔茨海默病、痴呆、抑郁。

对阿尔茨海默病等患者，与其长期服药，不如在大脑内植入能唤醒神经元的470纳米蓝光，光一照神经元就被激活。大脑内同时植入传感器和蓝、黄两种光，以脉冲方式发送，让神经元安静或更活跃。

本节向三位诺奖得主卡尔·戴瑟罗思、彼得·黑格曼和乔治·内格尔致敬，并感谢相关科普努力。讲者提出这类治疗不能只掌握在大公司手里，应让治疗人人可及、价格亲民。