諾貝爾醫學獎得主中國弟子揭名師風範:成功非拿獎,是寫進教科書
10月5日,2026諾貝爾生理學或醫學獎正式揭曉。該獎項授予了彼得·赫格曼(Peter Hegemann)、格奧爾格·納格爾(Georg Nagel)以及卡爾·戴塞洛斯(Karl Deisseroth)三位科學家,以表彰他們「在光遺傳學(Optogenetics)技術的發展與應用中作出的開創性貢獻」。
簡單來說,光遺傳學就是通過對細胞進行基因改造,使其對特定光照產生反應,讓科學家能夠觀察乃至控制細胞行為。這項技術從藻類身上的感光蛋白發現開始,被巧妙地運用於神經元細胞的控制,不僅已經被廣泛地運用於神經科學等領域的基礎科學探索,更為人造細菌、腦機接口、神經疾病治療等應用打開了想像的空間。
在諾獎揭曉的第一時間,澎湃新聞專訪了兩位與獲獎者有深度交集的中國青年學者:彼得·赫格曼培養的博士生、現任南京理工大學副教授的盧穎洪,以及卡爾·戴塞洛斯的前博士後、現任上海科技大學生命科學與技術學院助理教授的豆佳宜,請他們講述諾獎學者的風範與對創新的思考。
從綠藻到神經元:好奇心與思維跳躍
光遺傳學的源頭,始於一個看似簡單的生物學問題:水裏的藻類為什麼會跟著光游動?
盧穎洪回憶,彼得·赫格曼早年便對單細胞綠藻的趨光性深感著迷。「藻類被照光之後會產生類似沉降或定向游動的行為,赫格曼教授為此花了極其漫長的時間去探究其分子機理。」
2001年至2003年間,赫格曼與合作者、本屆諾獎的另一位得主格奧爾格·納格爾成功分離鑑定了綠藻中感受光刺激的關鍵蛋白質——通道視紫紅質(Channelrhodopsin,簡稱ChR)。這是一種光控離子通道,當特定波長的光照射到它時,通道會瞬間打開並允許離子通過。
在當時,這僅僅被視為植物學與生物物理學領域的發現。然而,大洋彼岸的卡爾·戴塞洛斯卻完成了至關重要的思維跳躍,讓這個蛋白成為了探索大腦機制的關鍵。
豆佳宜介紹,戴塞洛斯不僅是科學家,更是一名精神病學醫生,有臨床醫學博士學位,「類似於國內的醫生規培,要做很長時間的住院醫師,在病房裏轉。」對於他來說,治療精神疾病的關鍵是了解其背後的大腦機制。而面對錯綜複雜的人腦神經元網絡,科學家們長期苦於無法確定神經活動與行為之間的因果關係,傳統的電刺激或藥物往往會波及大片腦區,只能證明相關性,無法精準指認究竟是哪些神經元的變化導致了某種行為。
「神經元之所以放電,就是因為其細胞膜上的離子通道受到刺激打開,引發膜電位改變。他天才般地聯想道:既然藻類的光敏蛋白也是離子通道,如果把它表達在神經元上,我們是不是就能用光來操控大腦?」豆佳宜說。
2005年,戴塞洛斯團隊與合作者成功將這一構想變為現實:通過基因工程將光敏通道蛋白導入哺乳動物神經元,並用脈衝光實現了對神經放電的精確控制。豆佳宜告訴澎湃科技,這一研究在最初投稿時曾因「過於超前、宛如科幻」而接連被《科學》(Science)和《自然》(Nature)拒稿,最終發表在《自然·神經科學》(Nature Neuroscience)上。
在隨後的二十年裏,光遺傳學從實驗室的冷門構想演變為現代神經生物學的核心基石。從記憶、情緒、運動控制到睡眠機制,光遺傳學已成為以小鼠為模式動物的腦科學環路研究中不可或缺的標準技術。除了基礎研究之外,光遺傳學也正在多個領域中顯示應用潛力。例如,目前已有針對視網膜退行性病變的復明療法進入臨床試驗,通過將光敏蛋白導入盲人眼底,能夠幫助患者恢復部分光感。
盧穎洪認為,光遺傳學是一項「屬於未來的技術」,如它可以成為腦機接口的技術底座。「當前的腦機接口主要依賴侵入式電極。而光控制離子通道意味著,我們可以通過不同顏色、不同頻段的光對腦電信號進行編碼、加密與解密。未來或許能夠擺脫侵入式電極,實現用光與大腦進行高效通訊。」
赫格曼:真正的成功不是拿諾獎,而是被寫進教科書
在盧穎洪眼中,赫格曼是一位古典且純粹的科學家,身材高大,整潔挺拔,極具自律精神,「每天準點到達辦公室,準點下班,常年堅持身體鍛煉,跟鍾南山院士很像」。
他回憶道,比起論文發表數量等學術指標,赫格曼追求的是科學知識上的積累與突破。曾有其他課題組嘲弄赫格曼「產出不高」,但赫格曼從不為之所動,也從不用成果壓力給學生「打雞血」。
「赫格曼曾問我,科學家的最高成就是什麼?我說是拿諾貝爾獎。他搖搖頭說不是,最高成就應當是成果能寫進教科書。他曾帶我聽過一位90歲科學家的報告,那位先生70歲時發現了一個機制,最終被寫入教科書。在赫格曼看來,那才是真正的成功。」盧穎洪說。
作為導師,赫格曼給予學生極大的探索自由與包容。盧穎洪形容在他門下的歲月,「就像一個在花園裏玩耍的孩子,想做什麼就做什麼,完全沒有催促」。在生活上,赫格曼更是極具保護欲的師長。
盧穎洪剛到德國因思鄉情切,赫格曼便毫不猶豫批准他回國探親兩周;當他在當地遭遇鄰居敲詐勒索時,赫格曼憤怒地親自出面與房東交涉,為年輕的異國學子撐起保護傘;當學生做出成績時,赫格曼則不吝讚美之辭,「情緒價值拉滿」。
戴塞洛斯:內向、冷靜,極具人文關懷
與赫格曼一樣,戴塞洛斯也給予學生很大的發揮空間。
「戴塞洛斯很內向、冷靜,話並不多。」豆佳宜回憶道,「但他骨子裏是一個極具人文關懷的人。他年輕時很愛寫詩,甚至想過當作家,他還寫過一本暢銷書。他選擇精神病學,是因為他深刻體會到精神病患者的痛苦往往最難被社會理解,也最難被醫治。」
豆佳宜說,戴塞洛斯在項目開始的想法交流階段和出結果時與她交流最多,中間則放手由她去做,可以憑想法去調整研究乃至購買儀器。
對於實驗室的工作,戴塞洛斯既有極高的標準,又保持著開明的距離感。對於常規、平庸的想法,他反應平淡。而一旦學生提出天馬行空甚至「瘋狂」的假設,他會雙眼放光,全力支持。
豆佳宜曾提出用光敏工具將兩個神經元直接連通,儘管當時缺乏明確的應用場景,戴塞洛斯卻表現出極大的熱情:「這很有意思,試一試,誰知道大腦深處會發生什麼呢?」
豆佳宜說,戴塞洛斯很忙,學生跟他交流常常都需要提前預約,但他也同時兼顧了家庭責任。「有一次在組會上,他經常抱著突然發燒的女兒進來,一邊辦公一邊照料孩子。有時為了照看家庭,他去外地開會常常只待一天便匆匆趕回。」
極致的創新需要怎樣的土壤
對比中外科研環境,盧穎洪坦言,赫格曼當年的模式在當前的國內評價體系下可能很難存活:「赫格曼在德國可以像一個閒散的小團隊負責人一樣,按照自己的步調慢慢磨十幾年,沒人去動他、關停他的組。如果放在國內這種高強度的考核體系下,可能很快實驗室就維持不下去了。」
在他看來,「偉大的劃時代的創新,雖然跟努力有關,也有一定的機緣。」盧穎洪說,「很多研究剛出現的時候,就像光遺傳學一樣,大家是看不清它未來的發展的。」而在現行的量化與計件指標下,「純粹的好奇心已經變成了一種奢侈品。如果好的源頭科研一定要計件考核,最後交差做出來的東西往往就不夠完美。」
同時,他也認為,國內現在也有很多踏實做研究的科學家和研究組,雖然「0到1」的創新還有待增加,但「1到100」的創新也十分重要。
在加入戴塞洛斯的實驗室之前,豆佳宜還在2024年諾獎得主、計算生物學泰斗大衛·貝克(David Baker)的實驗室內做過博士後研究。她觀察到,西方頂尖的科學家善於「尋找真正的自驅力,並據此構建獨一無二的交叉知識體系」。無論是貝克的計算蛋白質設計,還是戴塞洛斯收攏多學科工具聚焦神經科學,都是學者依據個人興趣內生出的解決問題的路徑。
然而在目前的學術與教育生態中,豆佳宜感知到了一種均質化的問題:「人們似乎潛移默化地認同了某種關於成功的『最優解』。」「比如說,一個學生如果極有科研靈氣,但因為不喜歡某些課程導致GPA不夠高,他在現行評價體系下就會處處碰壁。大家好像覺得,只有先達成通行的標準,你的特長才算數。」她認為,這種模式在一定程度上抹殺了多樣性。
豆佳宜說,面對神經科學這種極度複雜的真實世界的未知領域,根本不存在唯一的路線。「面對可能窮盡一生都無法徹底解決的問題,我們需要容納那些看似『不接地氣』的探索,以及允許年輕人走出非標路線的土壤。」
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