2026年諾貝爾獎週一（10月5日）正式揭開序幕，首個公布的 醫學獎，由美國科學家代塞爾羅思（Karl Deisseroth），以及兩名德國科學家黑格曼（Peter Hegemann）、納格爾（Georg Nagel）共同獲得，表揚三人在「光控離子通道與光遺傳學」方面的開創性發現。諾貝爾獎委員會表示，他們的研究讓科學家能利用光線控制特定神經細胞，進一步理解大腦如何形成記憶、情緒與行為，「奠定了神經科學新時代的基礎」。
代塞爾羅思目前任職於美國霍華德休斯醫學研究所（Howard Hughes Medical Institute）及史丹佛大學；黑格曼是德國柏林洪堡大學教授；納格爾則任教於德國維爾茨堡大學。這三名得主將共同分享今年諾貝爾獎 1,200 萬瑞典克朗的獎金，並於今年12月出席頒獎典禮。
所謂「光遺傳學」，簡單來說，就是讓科學家能夠用「光」當作開關，精準控制特定神經細胞。過去研究人員雖然知道大腦不同區域與記憶、情緒、行為及身體功能有關，但傳統研究方法往往只能觀察哪些區域在特定情況下變得活躍，卻難以證明某一群神經細胞是否直接造成特定行為或反應。
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諾貝爾醫學獎委員會主席斯文寧松（Per Svenningsson）形容，「光遺傳學讓我們有機會以一種過去只能夢想的方式繪製大腦地圖」。透過這項技術，研究人員可以在活體大腦中精準啟動或抑制特定神經細胞，再觀察動物的行為或生理反應，藉此確認特定神經迴路究竟負責哪些功能。
而這項如今改變神經科學的技術，源頭竟然來自一種會朝光源游動的單細胞藻類。
黑格曼早年一直想知道，名為衣藻（Chlamydomonas）的單細胞藻類，究竟如何感受到光線並朝光源移動。到了2000年代初期，他與納格爾研究發現，衣藻細胞表面存在一種特殊蛋白質「通道視紫紅質」（channelrhodopsin）。
這種蛋白質最大的特點，就是能直接受到光線控制。當特定波長的藍光照射時，通道視紫紅質會像一道微型閘門般迅速開啟，讓帶電離子流入細胞，改變細胞膜上的電位並產生電訊號。
更重要的是，黑格曼與納格爾發現，這種能力並不限於藻類。只要把相關蛋白質導入其他細胞，就能讓原本不具備這種能力的細胞對光產生反應。這項發現也為後來利用光線控制神經細胞埋下關鍵伏筆。
真正把這套機制帶進神經科學的則是代塞爾羅思。他將編碼通道視紫紅質的基因導入大鼠神經細胞，使神經細胞製造出這種對藍光敏感的蛋白質。當研究人員以藍光照射細胞時，便能迅速觸發神經訊號。
代塞爾羅思在2005年發表這項突破性成果，證明科學家可以利用光線精準控制神經細胞。兩年後，他更進一步將這套「光控開關」應用於活體小鼠大腦，讓研究人員首次能夠在活著的動物體內，利用光線操控特定神經迴路。
這套方法後來被命名為「光遺傳學」，並迅速成為全球神經科學實驗室的重要研究工具。研究人員可以先讓大腦中的特定神經細胞具有感光能力，再利用光纖等方式將光送入特定腦區，控制這些細胞何時啟動或停止活動。
如此一來，科學家不再只能看到「大腦哪裡亮起來」，而是可以主動打開或關閉特定神經迴路，再直接觀察會發生什麼事情，因此能進一步確認神經細胞與行為之間的因果關係。
透過光遺傳學，研究人員如今已能進一步探索哪些神經迴路負責特定記憶、疼痛、社交行為、口渴、飢餓、獎勵及注意力，也能研究與憂鬱症、焦慮症、成癮及其他神經與精神疾病相關的大腦機制。
這項技術甚至開始朝臨床醫學領域發展。研究人員正嘗試利用光遺傳學，讓視網膜中殘存的細胞重新對光產生反應，希望未來能協助部分視覺受損患者恢復一定程度的視力。
諾貝爾獎委員會認為，三名得主的研究從一種單細胞藻類如何感應光線開始，最終發展成一套能直接探索活體大腦的研究工具，從根本上改變人類研究神經系統的方法，也讓科學家能以前所未有的精準度追蹤大腦如何產生記憶、情緒與行為。
納格爾得知獲獎消息後表示「非常驚訝」，甚至認為光遺傳學現在就獲得諾貝爾醫學獎「還太早」，因為還有其他醫學發現已經實際造福更多患者；黑格曼則形容自己收到消息時「不知所措」。
代塞爾羅思同樣表示，自己對獲獎「相當意外」，但對三名得主共同獲獎感到非常高興。他指出，三人的研究歷程從最初探索藻類的感光機制，一路延伸到先進的神經科學實驗，「這個獎真正涵蓋了整段科學發現的旅程」。
