2026年諾貝爾醫學獎周一(5日)揭曉，由戴瑟羅斯（Karl Deisseroth）、赫吉曼（Peter Hegemann）及內格爾（Georg Nagel）等3名學者共享殊榮，表彰他們在光門控離子通道與光遺傳學方面的發現。這項將藻類蛋白質轉化為神經細胞「開關」的技術，開啟了神經科學研究的新時代。
諾貝爾生理學或醫學獎委員會主席斯文寧森（Per Svenningsson）表示，光遺傳學提供了一種過去只能想像的大腦圖譜繪製方式。
透過這項技術，科學家能在活體大腦中精準控制單一神經細胞的活動，進而揭示神經迴路如何塑造記憶、情緒與行為。目前，光遺傳學已廣泛應用於全球實驗室，也開始朝臨床領域延伸，嘗試協助視障患者恢復視力。
從藻類找到細胞開關
這項突破源自赫吉曼的一個疑問：單細胞藻類萊茵衣藻如何感知光源，並朝光線游動？
21世紀初，赫吉曼與內格爾共同發現，藻類細胞表面存在一種稱為「光敏感通道蛋白」（channelrhodopsin）的蛋白質。當藍光照射時，蛋白質內部的通道會開啟，讓帶電離子進入細胞，產生電訊號。
兩人進一步發現，將這種蛋白質引入其他細胞，也能讓細胞對光產生反應，為後續以光控制細胞活動奠定基礎。
2003年，內格爾、赫吉曼與班伯格（Ernst Bamberg）領銜的團隊證實，在動物細胞中表現的光敏感通道蛋白－2（ChR2），確實能藉由光線調控離子進出，並在論文中指出，這項技術有望成為強大的研究工具。
藍光讓神經元啟動
將這項基礎發現轉化為神經科學工具的關鍵人物，是戴瑟羅斯。
當時仍在史丹佛大學從事博士後研究的戴瑟羅斯，讀到上述論文後，與博士生博伊登（Edward Boyden）迅速聯繫內格爾團隊，合作將ChR2引入神經元。
戴瑟羅斯解決了ChR2在神經細胞膜上穩定表現的核心難題，博伊登則開發出精準控制光線的光纖系統。
2004年8月4日凌晨1時，博伊登在顯微鏡下，以藍光刺激表現ChR2的神經元。第一個接受測試的神經元，在數毫秒內便產生穩定的動作電位，現代光遺傳學技術的雛形就此誕生。
這項突破性成果於2005年發表。兩年後，戴瑟羅斯進一步實現在活體小鼠大腦中，以光控制神經細胞，讓光遺傳學正式進入實驗應用階段。
從研究工具走向臨床
此後，光遺傳學研究快速發展。2005年12月，內格爾與戈特沙爾克（Alexander Gottschalk）的團隊，首次透過光遺傳學改變線蟲行為。
2006年，潘卓華的研究團隊讓視網膜病變小鼠重新對光產生反應；2007年，馮國平的研究團隊則發表能穩定表現ChR2-YFP的基因轉殖小鼠系統。
「光遺傳學」一詞直到2006年才首次出現在學術論文中，但相關技術已迅速擴展至全球實驗室。研究人員藉此辨識與神經系統疾病及精神疾病相關的神經迴路，探究特定記憶、情緒與行為背後的運作機制，並嘗試應用於視覺功能恢復。
三位科學家奠定新紀元
赫吉曼生於1954年，目前任職於德國柏林洪堡大學，獲獎相關研究完成於馬克斯普朗克生物化學研究所。內格爾生於1953年，現為德國維爾茨堡大學分子植物生理學教授，相關發現完成於馬克斯普朗克生物物理研究所。
戴瑟羅斯生於1971年，先後於1998年與2000年在史丹佛大學取得博士及醫學博士學位，目前擔任霍華休斯醫學研究所及史丹佛大學DH Chen講席教授，研究涵蓋生物工程、精神病學與行為科學。
卡羅琳醫學院指出，光遺傳學從根本上改變了人類對大腦的理解，持續湧現的新發現，正協助研究人員解開大腦運作之謎。諾貝爾獎委員會將三人的貢獻定位為神經科學新紀元的奠基。
諾貝爾獎基金會上月宣布，每一獎項的獎金將從去年的1100萬瑞典克朗提高至1200萬瑞典克朗（約新台幣3800萬元）。若有數名得獎者共享獎項，他們將分享獎金。
