卡爾·戴瑟羅斯：仍在看診的精神科醫師，以光遺傳學獲諾貝爾獎

卡爾·戴瑟羅斯

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

出生	1971年11月18日 Boston, Massachusetts, United States
職業	精神科醫師、神經科學家
獲獎	阿爾巴尼醫學中心獎 · 醫學迪克森獎 · 馬斯里獎

多數醫學獎得主在斯德哥爾摩打來電話之前，早已不再為病人看診。卡爾·戴瑟羅斯（Karl Deisseroth）卻從未停下腳步。這位史丹福科學家以一道藍光，讓神經科學得以選擇性地開啟或關閉特定腦細胞；如今，他仍坐在重度精神疾病患者面前，聆聽他們試著把難以言喻的感受化為語言。他說，這些對話會直接影響實驗室接下來要驗證的問題。他如今共享的諾貝爾獎，肯定的是這項工具；而診間，則是不斷提出這項工具所要解答之問題的地方。

這套方法稱為光遺傳學（optogenetics），名稱是他自己創造的。它借助通道視紫紅質（channelrhodopsin）——一種來自單細胞綠藻的蛋白質，遇光便會開啟孔道。把這種蛋白質的基因植入特定神經元群，這些細胞便能依照指令放電，時間精準到毫秒，周遭神經元則維持安靜。過去幾個世代，神經科學家只能透過觀察腦部受損後行為如何改變，來推測腦區與行為的關聯；這項方法讓研究者終於能提出因果問題：啟動這條神經迴路，動物會有什麼反應？「我們不是用光來蒐集資訊，而是用光來促成事情發生。」他在公布消息當天早上接受 STAT 訪問時說。

戴瑟羅斯於1971年11月18日出生於波士頓，父親是腫瘤科醫師艾伯特·戴瑟羅斯（Albert Deisseroth），1988年自休士頓的聖約翰中學畢業。他在哈佛大學攻讀生物化學科學，1992年畢業，接著西行前往史丹福大學，先於1998年在理查德·錢（Richard Tsien）的實驗室取得神經科學博士學位，再於2000年取得醫學學位。他曾說，剛開始學醫時，精神科根本不在他的考量之中。住院醫師訓練改變了這一點。在病房裡，他遇見許多病症，醫學界能詳盡描述，卻只能含糊解釋；兩者之間的落差，成了他的研究方向。

2004年，他在史丹福成立自己的實驗室。同年7月，他在筆記本記下首次以光觸發帶有通道視紫紅質神經元活動的結果；這種蛋白質由彼得·海格曼（Peter Hegemann）和格奧爾格·納格爾（Georg Nagel）在藻類中加以研究並描述。研究論文於2005年刊登在《Nature Neuroscience》，由艾德·博伊登（Ed Boyden）擔任第一作者，張鋒（Feng Zhang）、恩斯特·班貝格（Ernst Bamberg）和納格爾等人共同署名。同年，美國國家衛生研究院頒給他院長先鋒獎。2006年，他為這個領域命名；到了2007年，這套開關已能在活體小鼠腦中運作。2010年，《Nature Methods》將光遺傳學選為年度方法。自2009年起，他一直是霍華德·休斯醫學研究所研究員。

同一間實驗室還催生了另一項發明。2013年，戴瑟羅斯以資深作者身分發表論文，介紹他與博士後研究員鄭光勳（Kwanghun Chung）及神經科學家薇薇安娜·格拉迪納魯（Viviana Gradinaru）共同開發的 CLARITY：一種把完整大腦轉化為透明水凝膠的方法，讓光線和分子探針得以穿透。之後出現的水凝膠組織化學變體，例如 STARmap，能在不把組織切片的情況下，以三維方式逐一讀取細胞的基因活動。與這兩條研究路線並行的，還有他的團隊和海格曼團隊合作解析通道視紫紅質的高解析度結構，說明孔道如何選擇離子與光的顏色。

2026年10月5日，卡羅琳醫學院諾貝爾獎評審大會公布獎項，由戴瑟羅斯、海格曼和納格爾共享殊榮，表彰他們「在光控離子通道與光遺傳學方面的發現」。諾貝爾獎規定最多列出三位得主，因此有人未能入選。公布消息後，社群媒體評論者對目前任職麻省理工學院的博伊登提出最多質疑；他沒有回應置評請求。評審大會自己的背景資料也肯定其他先驅，包括2002年率先讓一般神經元對光產生反應的格羅·米森伯克（Gero Miesenböck），以及曾在視網膜細胞中測試通道視紫紅質的潘卓華（Zhuo-Hua Pan）。戴瑟羅斯比多數人更坦然面對優先權之爭：他公開了2004年7月的筆記本頁面，也經常提及其他研究團隊——包括史蒂芬·赫利策（Stefan Herlitze）、亞歷山大·戈特沙爾克（Alexander Gottschalk）、矢尾裕（Hiromu Yawo）和潘卓華的團隊——在接下來一年內取得類似成果。慶祝聲中往往略過另一項但書：儘管這項技術在實驗室應用廣泛，諾貝爾評審大會對臨床用途的說明，僅提到嘗試協助視障人士恢復視力。患者可能期待的精神科療效，仍停留在研究階段。

他也曾試著解釋這些神經迴路對他治療的病人意味著什麼。2021年由 Random House 出版的《Projections》，在病人故事與情緒背後的神經迴路之間穿梭，並主張精神狀態存在一條根植於演化歷史的光譜。書名一語雙關：既指精神科醫師熟悉的防衛機制，也指神經元伸向遠端目標的長纖維。

諾貝爾獎的電話在加州時間午夜過後打來。他當時正熬夜處理一篇論文，才剛躺下，也是評審大會聯絡的三位得主中第一位。在當晚錄下的訪談中，家人都已入睡，他談到團隊最近一項研究：用光調節小鼠心跳，觀察心率如何改變腦部狀態與行為，藉由精準如開關般的方式，探究身體如何向大腦傳遞訊息。獎項公布時，他55歲。他稱共同得主是經常合作的夥伴，也是多年來一起發表論文、出席研討會、喝啤酒的朋友。

諾貝爾獎為他一系列榮譽再添一筆。此前，他已於2021年與海格曼和迪特·奧斯特赫爾特共享拉斯克基礎醫學研究獎；2018年獲得京都獎，成為該獎最年輕的得主；同年獲頒加拿大蓋爾德納國際獎；2016年與海格曼共享哈維獎；此外還曾獲得生命科學突破獎，以及2013年與另外五位光遺傳學研究者共同獲頒的腦獎，博伊登也名列其中。他是美國國家科學院、國家工程院和國家醫學院的院士。

他與史丹福神經科學家蜜雪兒·蒙赫（Michelle Monje）結婚，兩人育有四名子女；他與前一段關係中也有一名兒子。他在史丹福擔任 D.H. Chen 生物工程講座教授，同時也是精神醫學與行為科學教授，並在史丹福醫院擔任主治醫師。

頒獎典禮訂於12月10日在斯德哥爾摩舉行。依他自己的說法，典禮之後日常生活仍會照舊：熬夜寫論文、待在實驗室，以及繼續聆聽病人描述自己的感受——這始終是他手上最難解讀的資料。

標籤: Georg Nagel, Karl Deisseroth, Peter Hegemann, 光遺傳學, Stanford University, Ed Boyden