一束光照進腦部神經細胞網路的示意畫面,光遺傳學讓科學家能以光精準開關神經細胞

2026 諾貝爾醫學獎出爐,光遺傳學用一束光開關腦細胞

IB³ News 編輯部 / 綜合報導
圖片來源:AI 示意圖(非本人樣貌)

2026 年諾貝爾生理學或醫學獎在 10 月 5 日揭曉,由戴瑟羅斯、赫格曼與納格爾三位學者獲獎。他們開創的光遺傳學,能用一束光開關腦內的神經細胞,讓腦科學研究從只能觀察,升級到能精準操控。

這項聽起來像科幻情節的技術,如今是世界各地神經科學實驗室的基本工具,也讓腦部疾病與精神疾病的研究有了全新的切入點。

光遺傳學為什麼能開關腦細胞?

光遺傳學的做法,是把一段對光敏感的基因送進神經細胞,讓細胞長出光感蛋白。研究人員對準腦區打光,帶有光感蛋白的細胞就會被開啟或關閉,鄰近沒被改造的細胞則不受影響。

這種精準度,來自一個關鍵設計。神經訊號原本就是電訊號,而部分光感蛋白本身就是離子通道,會隨著光線開合;研究人員等於把開關直接安裝在神經細胞上,光的顏色與照射時間都能控制,操作起來就像切換電路。

赫格曼與納格爾發現光的閘門,戴瑟羅斯把它帶進腦科學

三位學者拿下 2026 年諾貝爾醫學獎,他們的研究像一幅拼圖,各自補上關鍵的一塊。赫格曼與納格爾最早在一種綠藻身上,找到能隨光開合的離子通道,證實光線可以控制細胞裡的電訊號。這項發現最初離醫學很遠,只是生物學裡的基礎題目。

把工具真正帶進腦科學的是戴瑟羅斯。他和團隊在 2005 年把光感基因導入神經細胞,證明可以用光即時控制神經活動。這一步讓光遺傳學從生物現象變成研究工具,各國實驗室接著跟進,運用在記憶、情緒與行為的動物研究上。

頒獎單位表彰的是光控制的離子通道與光遺傳學研究,從藻類蛋白到腦部應用,這條路走了二十多年。

從觀察到操控,光遺傳學改寫了腦科學的研究方式

在光遺傳學出現之前,研究腦部像隔著毛玻璃看房間。電極能記錄神經活動,卻難以鎖定哪一群細胞在什麼時刻做了什麼;藥物影響範圍廣,也很難分清因果。

有了光的開關,研究人員可以只打開一小群神經細胞,觀察行為怎麼變化。腦內哪條迴路掌管恐懼、哪條牽動食慾與社交、記憶又儲存在哪裡,陸續有了實驗證據,動物研究的進展尤其快。

腦科學家形容,這項技術讓「畫出腦的地圖」從想像變成能一步步完成的工作。對精神疾病研究來說意義同樣直接,憂鬱、焦慮與成癮在動物實驗裡被放回神經迴路的層次檢視,藥物作用的位置也更容易追蹤。

光遺傳學離精神疾病的治療有多遠?

目前為止,光遺傳學主要還是研究工具,人體治療還沒有成熟應用。要把光感基因安全送進人腦、讓光穩定照到深層腦區,技術與倫理都是門檻,現階段研究多在小鼠等動物身上進行。

不過,它已經改變了治療研究的思路。精神疾病與神經退化疾病的動物模型因為這套工具變得更精確,也有團隊研究用光控制的概念,讓失明動物的視網膜重新對光有反應。從理解機制到真正治療還需要更多驗證,但方向已經被打開。

台灣的腦科學課題,從理解腦到照顧腦

對台灣來說,這座獎的訊號很直接。台灣的腦科學研究團隊同樣投入神經網路與精神疾病機制的研究;工具越精準,越有機會把行為層次的症狀,對應到腦內的變化。

另一方面,台灣人口快速老化,失智症與巴金森氏症的照顧負擔逐年加重。這類疾病的解方,多半得從理解腦部運作開始,光遺傳學這樣的基礎工具,正是這條長路上的鋪路石。

從綠藻的一道光感蛋白,到諾貝爾醫學獎的舞台,基礎研究走了二十多年才被看見。今天看似遙遠的實驗室技術,可能就是下一代治療的起點。

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