宫 平 徐志卿,2*

(1. 首都医科大学基础医学院病理学系，北京 100069； 2. 首都医科大学基础医学院神经生物学系，北京 100069)

北京时间2021年9月25日，拉斯克奖(the Lasker Awards)公布了2021年度获奖者名单。

1 基础医学研究奖

2021年基础医学研究奖颁发给了3位在光遗传学(optogenetics)领域贡献突出的科学家,他们是德国马克斯普朗克生物化学研究所(Max Planck Institute of Biochemistry, Martinsried)的Dieter Oesterhelt(图1)、柏林洪堡大学(Humboldt University of Berlin)的Peter Hegemann(图2)和斯坦福大学(Stanford University)的Karl Deisseroth(图3)。拉斯克基础医学研究奖素有“美国的诺贝尔奖”和“诺贝尔奖风向标”之美誉。光遗传学技术作为一项神经科学领域的革命性新技术，目前已被全世界数千个实验室应用于解析神经系统中的复杂神经网络结构。与此同时，它也为神经系统疾病的治疗提供了新的思路。

图1 Dieter Oesterhelt[1]

图2 Peter Hegemann[1]

图3 Karl Deisseroth[1]

2 光遗传学的发展历程

哺乳动物的大脑是一种复杂又精密的系统，大脑中约有数百亿的神经元相互连接，这些神经元分别具有不同的特性和“布线”模式，相互缠绕的神经元能够精确地交换毫秒级别的电信号，从而产生记忆、思考、感觉和情绪等多种生理活动[2]。我们熟知的神经系统疾病都与脑内神经元的功能密切相关。

多年以来，神经生物学家专注于解析神经元的具体功能。但研究手段存在局限性，无法特异性地操控某类神经元的活动。诺贝尔奖获得者Francis Crick在1979年曾提出“神经科学面临的挑战是如何去操控大脑中某一类神经元，同时不改变其他神经元的生理功能”。科学家对此目标也尝试了许多种解决方法：如试图使用药物操控，这种方法虽然可以特异性地操控某类神经元，但由于很难做到毫秒级别，缺乏时间精度；……