揭開光遺傳學與大腦奧秘 美、德3學者獲諾貝爾生醫獎

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諾貝爾生醫獎五日公布得獎者，由美國學者戴瑟羅斯（Karl Deisseroth）和德國學者赫吉曼（Peter Hegemann）、內格爾（Georg Nagel）三人共享殊榮。諾貝爾生理學或醫學獎委員會讚揚，三名學者開創、發展的「光遺傳學」（Optogenetics），替理解人類大腦運作開闢科學新頁，達到了「過往只能在夢中實現」的成就。

諾貝爾官方新聞稿說明，科學蓬勃發展的廿世紀，研究員著手探究大腦部位和機能之間的關聯性。然而，當時使用的研究方法，無法讓研究員驗證當中的因果關係，如同一幅充滿問號和未知，僅描繪出大致輪廓的地圖。如今，光遺傳學讓科學家得以一窺神經細胞如何在大腦內部形成記憶、情感和行為。

在這項極具突破性的科學歷程中，赫吉曼與內格爾在單細胞藻類發現了名為「光敏感通道蛋白」（Channelrhodopsin）的特殊蛋白質；戴瑟羅斯則將光敏感通道蛋白轉變為能以光控制神經細胞的媒介，為神經科學的新時代發展奠定基礎。

光遺傳學緣起自赫吉曼出於好奇，想了解單細胞藻類衣藻（Chlamydomonas）趨向光源的特性。二〇〇〇年初，他和內格爾在細胞表層發現光敏感通道蛋白。當以藍光照射會開啟一道通道，帶電離子流入細胞並產生電脈衝。兩人發現，無論將光敏感通道蛋白放在何種細胞內，都會產生光敏感性質。

戴瑟羅斯承先啟後，將光敏感通道蛋白的基因，導入老鼠的神經細胞並以藍光照射，藉此觸發神經訊號。戴瑟羅斯於二〇〇五年發表這項重大研究成果，兩年後，進一步讓光控制開關能夠在活體老鼠大腦發揮作用。

簡而言之，「光遺傳學」利用光控制神經訊號的科學方法。這項工具迅速產生全球性的廣泛影響。研究員因而得以揭開神經系統與精神疾病中，管理特定記憶、情感和行為的神經迴路。臨床醫療方面，研究員正利用此方法，嘗試恢復視覺受損者的視覺功能。

諾貝爾生理學或醫學獎委員會秘書普爾曼（Thomas Perlmann）已通過電話向三名學者報喜。三人將分享約一二〇〇萬瑞典克朗（約台幣三七九〇萬元）的獎金。

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