瑞典卡罗琳医学院把今年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了三位研究光控神经元的科学家。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,德国维尔茨堡大学的格奥尔格·内格尔。
1200万瑞典克朗奖金三人平分,每人到手大约270万人民币。
这事要是放在二十年前说,同行大概会觉得你在开玩笑。用光来控制神经元,听起来像科幻片里的设定。
但它偏偏成真了,而且成真的路径特别有意思。
黑格曼和内格尔这两位德国学者,几十年干的事说出来你可能觉得无聊。
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他们一直在研究莱茵衣藻,一种水塘里随处可见的单细胞绿藻。这东西连眼睛都没有,却会朝着光游。为什么。因为它要靠光合作用吃饭,追光就是找饭吃。两位学者在这种藻的细胞膜上找到了一种叫通道视紫红质的蛋白。这个蛋白妙就妙在它既是感光器,又是离子通道。蓝光一照,门就开了,带电粒子哗一下涌进去,瞬间产生生物电信号。
更关键的一步是,科学家把这段基因取出来,塞进别的动物细胞里,那些原本不认光的细胞居然也学会了见光开门。
戴塞罗思把这段藻类基因导入小鼠神经元,一束蓝光打过去,特定神经细胞立刻放电,光一关细胞马上安静。反应速度在毫秒级别,精确到可以数出来是哪一个神经元在工作。
这里我想插一句。当年研究绿藻为什么追光的时候,没人觉得这事跟人脑能扯上关系。这种研究拿不到大项目,发不了热门期刊,纯粹靠好奇心撑着。几十年后回头看,正是这种被认为没用的研究,捅开了神经科学的天花板。
诺贝尔委员会主席斯文宁松在发布会上说,光遗传学让科学家做到了从前只敢想不敢做的事,给大脑画一张精细到单个细胞的地图。
有了这把光镊子,玩法彻底变了。研究人员在小鼠身上做过一个实验。先让它经历一次惊吓,把当时激活的那组神经元标记出来。
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过一段时间,用光重新点亮这组神经元,小鼠在毫无危险的环境下立刻表现出恐惧反应。这个实验第一次用物理手段证明,记忆不是玄学,就是一组神经细胞的电活动组合。恐惧、快乐、睡眠、焦虑,这些抽象的心理状态,在光遗传学面前都被还原成了具体的神经回路。
医学上的想象空间更大。帕金森病人颤抖的手,癫痫患者没有征兆的发作,顽固性抑郁症那种挥之不去的灰色情绪。传统的脑深部电刺激虽然有效,但刺激范围太广,副作用绕不开。
如果光遗传学将来能用在人身上,理论上可以只点亮病变的那一小撮细胞,周围健康组织完全不受干扰。
但话说回来,这项技术距离进医院给普通病人用,还有不短的路。
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目前绝大部分成果还在动物实验和早期临床阶段打转,直接搬到人身上还有基因导入、安全性、长期效果一堆问题要解决。诺贝尔奖评的是突破性,不是普及度,这一点得拎清楚。
诺贝尔委员会秘书长珀尔曼透露,三位得主听到消息时反应都挺平静,没有想象中那种大喊大叫的激动场面。戴塞罗思接到电话的时候刚准备睡觉,斯坦福那边凌晨的电话铃响起来,他起初还有点懵。
这届诺奖周才刚开场,首个大奖已经定下了基调。微观世界里的那些发现,正在一次次刷新人类对自己的理解。
大脑这片被称为最后的科学边疆的地方,总算被一束光照进了一条缝。而那些真正改变世界的发现,往往不是奔着应用去的,而是从一个很朴素的问题开始,为什么。
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