卡尔·戴塞罗思：用光控制神经元的精神科医生摘得诺贝尔奖

卡尔·戴塞罗思

Photo: Christopher Michel / CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

出生	1971年11月18日 Boston, Massachusetts, United States
职业	精神科医生、神经科学家
获奖	阿尔巴尼医学中心奖 · 医学迪克森奖 · 马斯里奖

大多数医学领域的诺贝尔奖得主，早在斯德哥尔摩打来电话之前，就已不再为患者看诊。卡尔·戴瑟罗斯却从未停下。作为斯坦福大学的科学家，他让神经科学得以用一道蓝光，选择性地开启或关闭特定脑细胞；与此同时，他仍坐在重度精神疾病患者对面，听他们努力描述那些难以言说的感受。他说，这些谈话会直接影响实验室接下来要验证的问题。他如今共同获得的诺贝尔奖，表彰的是这项工具；而诊室里的问题，正是这项工具诞生之初要回答的问题，也是它至今不断面对的问题。

这项技术叫作光遗传学，这个名字也是他创造的。它利用通道视紫红质——一种来自单细胞绿藻的蛋白质，遇光便会打开一个孔道。把编码这种蛋白质的基因导入选定的一群神经元，就能按指令让这些细胞放电，精确到毫秒级，同时不影响周围细胞。对于一个几代人以来只能通过观察脑区受损后的行为变化、来推断脑区功能的学科而言，这意味着研究人员终于可以提出因果问题：开启这条神经回路，动物会有什么反应？“我们不是用光来收集信息，而是用光来引发事情发生。”他在获奖消息公布当天上午接受 STAT 采访时说。

戴瑟罗斯于1971年11月18日出生在波士顿，父亲是肿瘤科医生阿尔伯特·戴瑟罗斯；1988年，他从休斯敦的圣约翰学校毕业。随后，他在哈佛大学攻读生物化学科学，1992年毕业；之后西行进入斯坦福大学，在理查德·钱的实验室取得神经科学博士学位，并于2000年获得医学学位。他曾说，刚开始学医时，精神病学甚至还不在他的考虑范围内。住院医师培训改变了这一切。在病房里，他遇到的病症，专业领域能够详尽描述，却只能含糊解释；描述与解释之间的落差，逐渐成为他的研究方向。

2004年，他在斯坦福大学成立了自己的实验室。同年7月，他在笔记本上记录下首次由光触发的神经元活动，这些神经元携带通道视紫红质——彼得·黑格曼和格奥尔格·纳格尔此前已在藻类中发现并研究了这种蛋白质。相关论文于2005年发表于《Nature Neuroscience》，埃德·博伊登为第一作者，张锋、恩斯特·班贝格和纳格尔等人也参与了研究。同年，美国国立卫生研究院授予戴瑟罗斯院长先锋奖。2006年，他为这一领域命名；到2007年，这种开关已能在活体小鼠的大脑中发挥作用。2010年，《Nature Methods》将光遗传学评为年度方法。自2009年起，他一直担任霍华德·休斯医学研究所研究员。

他的实验室还孕育了另一项发明。2013年，戴瑟罗斯作为论文资深作者，发表了关于 CLARITY 的研究；这项技术由他与博士后研究员郑光勋及神经科学家维维安娜·格拉迪纳鲁共同开发，能够将完整的大脑转化为透明水凝胶，让光线和分子探针得以穿透。此后出现的水凝胶组织化学技术变体，例如 STARmap，无需切片就能以三维方式逐个细胞读取基因活动。与此同时，他的团队与黑格曼的团队解析了通道视紫红质的高分辨率结构，阐明了孔道如何选择离子和光的颜色。

2026年10月5日，卡罗琳斯卡学院诺贝尔大会公布了奖项结果：戴瑟罗斯、黑格曼和纳格尔共同获奖，获奖理由是“在光控离子通道和光遗传学方面的发现”。诺贝尔奖最多只能授予三人，这一上限也意味着有人未能获奖。消息公布后，评论人士在社交媒体上提出了不少异议，矛头最集中地指向现任麻省理工学院教授的博伊登；他没有回应置评请求。诺贝尔委员会自己的背景资料也肯定了其他先驱的贡献，包括格罗·米森伯克——他在2002年首次让普通神经元对光产生反应——以及曾在视网膜细胞中测试通道视紫红质的潘卓华。相比多数人，戴瑟罗斯更愿意公开谈论优先权问题：他公布了2004年7月的实验笔记页面，也经常提及斯特凡·赫利策、亚历山大·戈特沙尔克、矢尾裕和潘卓华等实验室，指出这些团队在随后一年内也取得了类似成果。庆祝活动往往略过的，还有另一项限制。尽管这项技术在实验室中应用广泛，诺贝尔委员会对临床应用的介绍却只提到尝试帮助视障人士恢复视力。患者或许寄望于它带来的精神疾病治疗进展，目前仍属于研究计划。

他也尝试解释这些神经回路对患者意味着什么。2021年由 Random House 出版的《Projections》，在患者经历与情绪背后的神经回路之间穿梭，并提出精神状态处于一个连续谱上，其根源可以追溯到进化史。书名一语双关：既指精神科医生熟悉的防御机制，也指神经元伸向远端目标的长纤维。

诺贝尔委员会的电话在加州时间午夜过后打到了他那里。当时他正在熬夜写一篇论文，刚躺下不久；在委员会联系的三位得主中，他是第一个接到电话的人。那天夜里录制的采访中，家里其他人都已入睡，他介绍了团队近期的一项研究：他们用光调节小鼠的心跳，观察心率变化如何影响脑状态和行为，也就是以类似开关的精度，研究身体向大脑传递的信息。奖项公布时，他55岁。他称共同获奖的两位同行是长期合作伙伴和朋友，多年来，他们一起发表论文、参加会议，也一起喝过不少啤酒。

诺贝尔奖是他一系列荣誉中的最新一项。此前，他已获得2021年拉斯克基础医学研究奖，并与黑格曼和迪特尔·厄斯特海尔特共同获奖；2018年京都奖——他成为该奖最年轻的得主——以及同年颁发的加拿大盖尔德纳国际奖；2016年与黑格曼共同获得哈维奖；生命科学突破奖；还有2013年脑科学奖，他与另外五位光遗传学研究者共同获奖，其中包括博伊登。他是美国国家科学院、国家工程院和国家医学院院士。

他与斯坦福大学神经科学家米歇尔·蒙赫结婚，两人育有四个孩子；他与此前伴侣还育有一个儿子。他在斯坦福大学担任 D.H. 陈生物工程讲席教授，同时也是精神病学与行为科学教授，并在斯坦福大学医院担任主治医师。

颁奖典礼定于12月10日在斯德哥尔摩举行。按他自己的说法，典礼过后，日常生活还是照旧：熬夜写论文、待在实验室，以及继续接诊患者——对他来说，患者描述自身感受的方式，仍是最难解读的数据。

标签: Georg Nagel, Karl Deisseroth, Peter Hegemann, 光遗传学, Stanford University, Ed Boyden