
2026年10月5日深夜,美国加利福尼亚,斯坦福大学教授卡尔·戴瑟罗思(Karl Deisseroth)刚躺下不久。前一天他熬夜处理论文、回复学生邮件,手机的嗡嗡声让他一度以为又是例行来电。瑞典斯德哥尔摩的号码出现在屏幕上时,他才知道,自己刚刚成为了新一届诺贝尔生理学或医学奖得主。
与戴瑟罗思一同获奖的,还有德国柏林洪堡大学教授彼得·黑格曼(Peter Hegemann)与维尔茨堡大学教授格奥尔格·内格尔(Georg Nagel)。诺奖委员会表彰三人”在光门控离子通道与光遗传学方面的发现”,理由是这项技术”从根本上改变了我们对大脑的理解”,让我们得以”以过去只能梦想的方式绘制大脑图谱”。
但对许多关注自闭症领域的人来说,戴瑟罗思的名字还有另一层意义:他是一位常年出诊的精神科医生,主攻难治性抑郁症与自闭症谱系障碍。获奖后接受采访时,他说:”我是一名医生兼科学家,我关心患者,也关心那些患有自闭症、抑郁症的患者。”
光怎样成为大脑的开关
要理解这份诺奖的分量,先要从一种单细胞藻类说起。当阳光照到衣藻的眼点时,约半毫秒内它的细胞膜就会出现电信号。黑格曼的团队由此提出一个大胆猜想:也许同一种蛋白质既能感光,又能让带电离子穿过细胞膜——感光与导电,竟可以集于一身。
内格尔随后把相关基因导入蛙卵细胞验证功能,两人合作确认了这种”光门控离子通道”,并于2003年发表通道视紫红质2(ChR2)的研究成果:光照能直接打开通道,引发电信号。2005年,博伊登、张锋等人与戴瑟罗思合作,在培养的大鼠海马神经元中表达ChR2,短暂蓝光就能让神经元放电——研究者第一次可以在毫秒尺度上精确控制单个神经细胞。
更关键的一步发生在2007年:戴瑟罗思团队把基因递送与细光纤结合,在活体小鼠的运动皮层中用光激活特定神经元,诱发了胡须运动。从培养皿中的放电,到活体动物的动作,细胞与行为之间的因果关系第一次可以被直接检验。这套”光与基因结合、控制神经信号”的方法,就是后来席卷全球神经科学界的光遗传学。
英国纽卡斯尔大学的安德鲁·杰克逊曾在《Science》上做过一个形象的比喻:传统脑刺激方法的选择性,就像”拿木槌弹钢琴”——想敲出某个音符,难免碰响旁边的琴键。经颅磁刺激、深部脑刺激都在为”如何更精准地选中特定细胞群”而苦恼。光遗传学用光完成了这种精细操控:主动改变特定细胞的活动,再看行为是否随之变化,从而验证这些细胞到底在做什么。
一位精神科医生的追问
戴瑟罗思原本考虑成为神经外科医生,却在门诊中被两群病人深深触动:难治性抑郁症患者,和自闭症谱系障碍人士。他想知道,抑郁为何让人难以感到快乐,自闭症为何发生,那些看似无法解释的行为背后,大脑究竟在怎样运转。为回答这些来自诊室的问题,他需要先理解神经细胞在活体脑中如何工作——这正是光遗传学最初的起点。
在2021年出版的《Projections》(中译本《照亮破碎之心》)中,戴瑟罗思写道,自己”逐渐成为一名专门处理两类几乎无法用药物治疗的障碍的医生:自闭症和难治性抑郁症”。获奖当天,诺奖官网的采访者问他:你为何仍在接诊?临床工作如何影响科研?他的回答朴素而直接:”它不断为我提供新的视角,也让我贴近那些最需要帮助、却最常被误解的人,了解什么对他们真正重要。”
书里有一个令人印象深刻的诊疗片段。来访者查尔斯是一位年轻的IT专业人士,也是自闭症人士。经过约两年治疗,他不再遭受惊恐发作和工作中的焦虑,但目光接触的困难始终存在。一天早晨,戴瑟罗思问他:偶尔与人对视时会觉得焦虑或害怕吗?”不会,我并不害怕。”查尔斯解释,看着对方说话时,如果对方表情变了,自己就得去揣摩那意味着什么、该如何回应,还要随时调整正在说的话——”然后就过载了,我整个人都应付不过来了。如果我把目光移开,就容易多了。”
这个解释让戴瑟罗思意识到,查尔斯的目光回避并非出于社交恐惧,而是面对同时涌入的表情、语言与回应压力,一种真实的处理过载。他由此设想:像查尔斯这样能够用语言表达自身体验的人,或许能从”把面对面互动转为文字”的交流方式中获益——减少同时涌入的信息,不必立即回应,内容可以从容组织后再发出。对于自闭症人士和他们的家人、老师来说,这个在日常沟通中几乎人人都能实践的发现,可能比任何玄妙的技术都更贴近生活。
自闭症背后的神经回路
戴瑟罗思把对患者的关注延续到实验室。”社交互动可能是哺乳动物所做的最困难的事情。”他在2017年的斯坦福报道中说。不同脑区必须快速协作,处理不断变化的信息,而支撑这一切的,是复杂的神经回路——兴奋性细胞促进其他细胞活动,抑制性细胞则加以限制,两者的平衡至关重要。
2011年,戴瑟罗思与合作者在普通小鼠的内侧前额叶提高兴奋性细胞活动:一次短暂光照后,研究者放入一只陌生小鼠,接受操控的小鼠对陌生小鼠的社交探索明显减少。这提示社交困难与特定脑区的兴奋/抑制失衡有关。2017年,团队进一步检验”成年阶段能否补救”:给成年Cntnap2基因缺失小鼠前额叶的PV细胞施加两秒光刺激,社交探索时间延长,互动持续时间也增加了——遗传改变早已存在,行为却仍能随成年阶段的回路操控而变化。正如戴瑟罗思在书中所说,”至少在某些情形下,成年阶段的干预既足以造成社交缺损,也足以纠正它”。
他还与合作者开发了让大脑”看得见”的方法:2013年发表的CLARITY技术,能让处理后的固定组织变得透明,研究者得以对完整脑组织进行标记和三维观察,把回路结构从”黑箱”变成可测绘的图谱。这项技术如今已是神经科学界的通用工具。
从回路发现到药物,还有多远
把动物实验中的行为改善转化为对人的有效治疗,仍有很长的路。戴瑟罗思与斯坦福的马伦卡教授等人共同创办了MapLight公司,把血清素回路的发现转化为候选药物。2018年的研究显示,在自闭症模型小鼠的伏隔核促进血清素释放,社交指标随之提高;局部使用5-HT1B受体激动剂也产生类似改善——药物研发的线索指向了5-HT1B受体。
然而,2026年6月公布的IRIS二期试验结果令人清醒:这项随机、双盲、安慰剂对照试验纳入161名参与者,评估12周后照护者报告的社交沟通评分变化,公告明确写道”未达到主要终点”。小鼠身上可行的路径,在人体试验中还有很长的路要走:行为变化能否维持、药物如何选择剂量、又该如何明确适用人群与风险。戴瑟罗思在获奖后说:”一旦弄清哪些细胞真正起作用,就可以据此设计各种类型的治疗。”这是方向,也是尚未走完的路。
第二天早晨,他还要做三明治
获奖那天晚上,戴瑟罗思告诉斯坦福的工作人员:第二天清晨六点半起,他需要留出一个小时——孩子们快醒了,他得给他们准备带去学校的午餐三明治。这句话让很多人看见,光环之下他首先是一位父亲、一位医生。除了科研,他仍在接诊成年自闭症人士,尤其希望帮助那些离开儿科照护后、仍缺少服务的成年人,处理焦虑等可以治疗的共病。他也希望通过诺奖带来的公共表达机会,增进公众对精神科患者的理解,特别是那些承受痛苦、却难以解释自身体验的人。
对关心自闭症孩子成长的家长和教育工作者来说,戴瑟罗思的故事至少带来了两重启示。其一,是理解先于干预:查尔斯的故事提醒我们,许多”问题行为”背后,可能是真实感受与处理负荷,对话和倾听有时比方法本身更重要。其二,是科学的耐心:从2003年确认光门控离子通道,到2026年临床探索仍在途中,理解大脑这件事,需要一代人以上的坚持,也需要对失败保持诚实。
光遗传学为人类打开了观察大脑的新窗口,而窗口背后那位坚持出诊的医生,始终提醒着我们:所有关于大脑的科学,最终都指向一个个具体的人,和他们真实的生活。





