2026 諾貝爾醫學獎:三個人如何把「光」變成控制神經的開關?

jeffplay
2026.10.07 · 約 6 分鐘閱讀
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2026年的諾貝爾醫學獎,終於開獎了,這一次得獎的是三個把光變成開關的人

想像一下。如果有一盞燈,燈一打開,就可以讓某一群神經細胞開始工作;燈一關掉,這些神經細胞又安靜下來。今天,科學家真的可以做到類似的事情。

2026 年諾貝爾生理學或醫學獎頒給 Karl Deisseroth、Peter Hegemann 與 Georg Nagel,表彰他們在光控離子通道與光遺傳學上的發現。而這個故事的起點,不是人類的大腦,而是一種會感受光的微小藻類。

第一個故事:Peter Hegemann

Peter Hegemann 一開始想知道的事情其實很簡單:

藻類沒有像我們一樣的眼睛,為什麼知道光在哪裡?

其中一種重要的研究對象,是萊茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)。它是一種微小的單細胞綠藻,具有能感受光線的眼點,還會根據光線改變游動方向。

所以 Hegemann 想知道:

萊茵衣藻到底是怎麼感受到光線的?

最後,他的團隊逐漸找到一些會對光產生反應的特殊蛋白質。簡單來說,就像藻類身上藏著:

「光控開關」。

圖說Peter Hegemann |來源:wiki

人物介紹

Peter Hegemann 是誰?

Peter Hegemann 是德國生物物理學家,長期研究微生物如何感受光線。他以萊茵衣藻等微小生物為研究對象,探索它們為什麼能感受到光、並根據光線改變行為。

他與 Georg Nagel 對 **Channelrhodopsin(通道視紫紅質)**的研究,後來成為光遺傳學的重要基礎。原本只是想了解「藻類怎麼感受到光」,最後卻幫助科學家找到用光控制細胞的方法。。

第二個故事:Georg Nagel

緊接著出場的是 Georg Nagel。

Nagel 與 Hegemann 一起研究這些特殊的感光蛋白。

其中非常重要的一類,就是:Channelrhodopsin(通道視紫紅質)。

這個名字很難,但原理其實很好懂。

你可以把它想像成:細胞表面的一扇門。平常門是關著的。但是光一照門就打開了。並且帶電的離子可以穿過這扇門,改變細胞的電活動。

Hegemann 與 Nagel 在這項研究中扮演了重要角色,兩人在 2003 年共同發表關鍵研究,證明 Channelrhodopsin (通道視紫紅質)可以作為受到光控制的離子通道。

這時,一個很有趣的問題出現了:

如果把這扇「光控的門」,裝到其他細胞上呢?

人物介紹

Georg Nagel 是誰?

Georg Nagel 是德國生物物理學家,也是 Peter Hegemann 的重要研究夥伴。

兩人一起研究藻類裡會對光產生反應的蛋白質,並發現 **Channelrhodopsin(通道視紫紅質)**就像細胞上的「光控開關」:

第三個故事:Karl Deisseroth

最後出場的是 Karl Deisseroth。他研究的是已知最複雜的東西之一:

大腦。

人類大腦大約有 860 億個神經元。

如果科學家想知道其中某一群神經細胞到底負責什麼,一個很大的困難就是:

我要怎麼只控制我要研究的那一群?

Deisseroth 與其他研究者開始把前面發現的「光控開關」帶進神經科學。

概念其實很簡單。先讓指定的神經細胞擁有這種會對光反應的蛋白質。

接著利用光:

讓指定的神經細胞活動發生改變。

研究人員因此可以進一步觀察:

如果打開這群神經,動物的行為會發生什麼變化?

如果關掉另一群神經,又會發生什麼?

這種後來徹底改變神經科學研究的方法,就是:光遺傳學(Optogenetics)。

值得一提的是,這並不是一個人單獨完成的故事。

2005 年發表的一篇關鍵研究成功利用 Channelrhodopsin-2,以光控制哺乳類神經元;論文第一作者是 Ed Boyden,Deisseroth 也是研究團隊的重要成員。Boyden 並不是這次三位諾貝爾獎得主之一,但他的名字也是光遺傳學發展史上重要的一部分。

三個人的故事,其實可以濃縮成三步

Peter Hegemann:

「這些微小藻類,究竟怎麼感受到光?」

↓

Peter Hegemann + Georg Nagel:

「原來細胞上有一扇可以用光打開的門。」

↓

Karl Deisseroth:

「那我們能不能把這個開關拿來控制神經?」

一個原本研究微小生物如何感受光的問題,就這樣一路走進了大腦。人類也因此得到了一種非常重要的研究工具:用光精準控制特定的神經細胞。這就是 2026 年諾貝爾生理學或醫學獎背後的故事。

懂故事觀點

所有的科學的背後都是長時間的研究,科學就是踏著前人的肩膀一直往前走。把這一次的諾貝爾生理學或醫學獎的背景故事,你可以感覺到科學的進展是一步一步的往前進展,有一些微不足道的發現,可能會影響到後面的研究結果,這也是科學最有趣的地方,你覺得如何呢?身為懂故事的作者,希望用這個小小的故事,可以知道現在的最新的事件,我喜歡我們的頻道,請記得訂閱我們喔。

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