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诺奖颁给的光遗传学是什么?离临床还有多远?电子科大教授:研究已在成都铺开,人体应用仍需安全验证


速读:诺奖颁给的光遗传学是什么? 10月11日,红星新闻记者采访了电子科技大学医学院副教授陈科。 他的实验室搭建了光遗传学技术平台,主攻视觉形成的脑机制及神经精神疾病的物理刺激调控研究。
2026年10月12日 09:12

10月5日,2026年的诺贝尔生理学或医学奖授予三位科学家,表彰他们在光门控离子通道和光遗传学领域的发现。诺奖委员会主席评价:“光遗传学为绘制大脑图谱提供了我们曾经只能梦想的机会。”

这项技术究竟是什么?成都科研一线使用了吗?从实验室到临床还需多久?10月11日,红星新闻记者采访了电子科技大学医学院副教授陈科。他的实验室搭建了光遗传学技术平台,主攻视觉形成的脑机制及神经精神疾病的物理刺激调控研究。

一束光,让“看见”大脑成为可能

▲陈科 ▲陈科 光+遗传,从名字上拆解,感觉像是研究“光怎么遗传”的学科。实际上,这是用遗传学的手段,把对光敏感的能力“遗传”给原本不感光的细胞。

“遗传的是一段基因,具体说,是编码光敏蛋白的基因。”陈科说。

这段基因来自毫不起眼的单细胞绿藻——衣藻。它有一个“眼点”,会朝着光源游动。衣藻的这种趋光性,来自于体内的光敏蛋白,该蛋白既能感受光线,本身又是离子通道——光照一照,通道打开,带电离子涌入细胞,瞬间产生电信号。

“科学家把衣藻的这个光敏蛋白基因,通过病毒导入神经元。”陈科打了个比方,“就像有些疾病人传人一样,病毒把这段基因‘传染’给神经元,大概两周后,神经元就装上了光控开关。”

▲图据诺贝尔生理学或医学委员会 ▲图据诺贝尔生理学或医学委员会 装上开关后,蓝光照射,神经元被激活;而另一波长光照射,神经元被抑制。这项里程碑的成果2005年刊发时,震动整个神经科学界。2006年,这套全新实验方法被正式命名为光遗传学。

“看见”大脑,更要“操控”大脑

光遗传学迅速成为全球实验室广泛使用的神经科学研究工具,它不仅能“看见”大脑活动,更在于它能验证因果关系。

陈科举了一个生动的例子:“假设10个人做一个项目,我想知道其中某个人重不重要,就让他休息一个月。如果团队照样运转,说明他不重要;如果团队乱套了,说明他关键。”

光遗传学做的就是这件事。大脑里有成千上万种神经元,过去只能观察到“哪些脑区和行为有关联”,但无法证明“是不是这群细胞直接导致了这种行为”。现在,科学家可以用光精确地“让某个神经元休息”,然后再看行为发生什么变化。

“这就是从‘看见’到‘操控’的跨越。”陈科说。

医学前景:盲人不用眼睛也能“看见”

陈科的主要研究方向之一是视觉形成的脑机制。他解释,眼睛只是传感器,真正让人“看见”的是大脑视觉皮层的电活动。即使眼睛失明,若能用光遗传学调动对应的神经元,模拟视觉皮层的正常活动,人依然可能“看见”。

主题:光遗传学|陈科|大脑|神经元