用光追問大腦如何運作：光遺傳學三先驅獲2026年諾貝爾醫學獎

一段記憶浮現、一陣焦慮升起，究竟是哪些神經細胞在其中推動變化？要回答這類問題，研究者需要的不只是記錄大腦活動，還得能精準介入，再看結果如何改變。2026年諾貝爾生理學或醫學獎於10月5日揭曉，由Karl Deisseroth、Peter Hegemann與Georg Nagel共享，表彰讓光成為細胞控制工具的發現。

三人的工作串起了從微生物到腦科學的研究旅程。Hegemann與Nagel揭示通道視紫質（channelrhodopsin）作為光控離子通道的特性；Deisseroth及其合作者則將這類蛋白發展為操控神經元的方法。據光學學會Optica說明，三人平分獎項，獲獎成果涵蓋光控離子通道與光遺傳學。

故事的起點，是單細胞藻類如何感知光線。卡洛琳斯卡學院指出，Hegemann與Nagel在研究藻類時發現，細胞表面的通道視紫質受到藍光照射後，會開啟讓帶電離子通過的通道。這種蛋白移入其他細胞，也能賦予細胞對光的反應能力，為後來的神經科學工具提供了關鍵零件。

接下來的跨越，是讓這個零件在神經細胞中運作。Deisseroth團隊將通道視紫質的基因導入大鼠神經細胞，以藍光觸發神經訊號，並於2005年發表成果；兩年後，方法進一步用於活體小鼠大腦。隨著感光蛋白與光傳遞技術發展，研究者得以選定特定神經元，並以毫秒尺度控制其活動。

這種精度改變了實驗能提出的問題。史丹佛醫學院說明，電刺激容易同時影響附近細胞，藥物作用也難以迅速開啟或終止；光遺傳學則讓研究者更有選擇地介入腦迴路，檢驗某群細胞的活動是否會引起行為變化。相關實驗已用於探索記憶、情緒，以及與憂鬱症、巴金森氏症等疾病有關的神經機制，但動物中的介入結果，不能直接視為人類治療效果。

這條研究路線仍在向外延伸。歐洲研究理事會表示，Hegemann於2016年獲得Advanced Grant，持續尋找新的感光蛋白，研究成果包括首個異源二聚體視紫質；他自2022年參與的Synergy Grant計畫，則希望將光遺傳學拓展至更多生物系統。最初用來理解藻類的發現，如今也成為探索不同細胞功能的工具。

醫療應用方面，卡洛琳斯卡學院與Optica均提到，研究者正嘗試以光遺傳學協助視覺受損者恢復視覺。不過，這些獎項公告並未提供足以評估療效的試驗規模、長期安全性或適用範圍。這次獲獎最確立的成就，是讓科學家能更精準地追問細胞如何影響行為與疾病；這些知識能走多遠、如何轉化為患者可用的療法，仍須由臨床證據回答。