三位科学家因用光控制神经元获诺奖——ScienceDaily

卡尔·戴瑟罗特、彼得·黑格曼和格奥尔格·纳格尔因研究光控离子通道和光遗传学而获得诺贝尔生理学或医学奖。光遗传学是一种可用光激活单个神经细胞的方法。ScienceDaily报道。

柏林洪堡大学的黑格曼和维尔茨堡大学的纳格尔研究了单细胞藻类衣藻如何对光作出反应。他们发现，这一机制与通道视紫红质蛋白有关。该蛋白位于藻类细胞的外膜中，并含有能够吸收光线的视黄醛分子。

光如何激活细胞

光照后，视黄醛会改变形状，进而使通道视紫红质也发生变化，并打开膜中的通道。包括钠在内的带正电离子可通过该通道进入细胞，从而产生藻类运动的信号。

科学家将这一原理应用于神经细胞。为此，他们将通道视紫红质基因递送至所需的神经元中，通常借助一种不会致病的改造病毒。随后，这些细胞会产生光敏蛋白并对光照作出反应，而不含这种蛋白的邻近神经元则不受光线影响。

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记忆研究与治疗可能性

在小鼠实验中，研究人员通过细光纤将光导入大脑。这使他们能够快速开启和关闭小组神经元的活动，并研究这些神经元在记忆、睡眠、感觉或运动中的作用。

2012年，麻省理工学院的一个团队利用光遗传学标记了小鼠记忆中枢中在一次轻微电击实验期间活跃的细胞。数天后，当这些细胞在另一个笼子里被光激活时，动物因恐惧而僵住，仿佛回忆起曾经的经历。戴瑟罗特是这项研究的作者之一。

光遗传学也正在涉及视网膜变性患者的早期临床研究中接受测试。研究人员将光敏蛋白导入在视杆细胞和视锥细胞丧失后仍存留的神经细胞，以恢复部分视力。该方法用于治疗帕金森病和癫痫的可能性也在研究中。