16 年前在史丹佛聽見的「光控大腦」,今天成為諾貝爾獎

今天看到一則令人振奮的消息:2026 年諾貝爾生理學或醫學獎頒給 Karl Deisseroth、Peter Hegemann 與 Georg Nagel,表彰他們在光控離子通道(light-gated ion channels)與光遺傳學(optogenetics)的貢獻(Nobel Prize 官方說明)。
看到 Karl Deisseroth 的名字,對我而言有一種特別的感觸。
2010 年,在史丹佛的那場演講
2010 年,我透過 Stanford Taiwan Biodesign 計畫到美國史丹佛大學進修,也有機會親自聆聽 Deisseroth 教授介紹他的腦科學研究。
當時有一項研究讓我印象非常深刻:研究人員竟然可以「用光控制神經細胞」,進一步改變小鼠的焦慮行為。
這在當時聽起來幾乎像科幻電影。
這項後來於 2011 年發表在《Nature》的經典研究,是用光遺傳學精準控制小鼠杏仁核的特定神經連結。研究人員透過光線活化或抑制這條迴路,可以在很短的時間內雙向調控小鼠的焦慮行為——照光時焦慮下降,換一種方式抑制同一條迴路,焦慮就上升(Tye et al., Nature 2011)。
它改變的是「怎麼問問題」
過去研究大腦,多半是觀察「哪個腦區在做什麼」:某個狀態下哪裡比較活躍。但觀察到的是相關性,不一定是原因。
光遺傳學帶來的突破,是可以直接開關特定的神經細胞,再看行為怎麼變。
換句話說,它讓神經科學從「觀察相關性」往前跨了一大步,開始能夠比較嚴謹地驗證因果關係。
這三位得獎者的工作其實接成一條線:Hegemann 與 Nagel 在藻類身上找出會被光打開的離子通道,Deisseroth 把它放進神經細胞,讓光變成可以開關神經活動的工具。
和今天診間裡的腦刺激是什麼關係
這些年我在精神醫學的臨床與研究上,也逐漸投入腦刺激治療,包括經顱磁刺激(TMS)與其他非侵入性腦刺激。
這裡要先說清楚,免得造成誤會:光遺傳學目前仍是實驗室裡的研究工具,需要把基因送進神經細胞,並不是現在可以用在精神科病人身上的治療。 它和臨床使用的 TMS,在原理與精準程度上差距非常大——TMS 作用的範圍是以公分計的腦區,光遺傳學則能指定到特定一群細胞、甚至特定一條連結。
但背後有一個共同而重要的概念:
我們是否能更精準地找出與疾病相關的神經迴路,並進一步加以調控?
以憂鬱症為例,治療的思維已經不再只是調整血清素、多巴胺這些神經傳導物質。近年的研究愈來愈重視大腦不同區域之間的網絡與迴路,以及如何透過 TMS、深部腦刺激(DBS)等方式去調控異常的迴路。
TMS 實際上在做什麼、療程多久、療效到哪裡,我另外寫過一篇:TMS 到底是什麼?不是電療,也不是保健儀器。
往前走的方向
我目前也投入腦波(EEG)、人工智慧(AI)與腦刺激療效預測的相關研究,希望未來能從每個人的腦部訊號中,找到比較適合這個人的治療方式。
這件事現在能做到什麼程度、還做不到什麼,我寫在這裡:AI 精準精神醫學:現在能做什麼,還做不到什麼。
從「用光控制一群特定的神經細胞」,到今天的腦刺激與 AI 輔助,我相信背後指向同一個方向——未來的精神醫學,會逐漸走向更精準的診斷,以及更精準的神經迴路治療。
16 年前,我在史丹佛的演講廳裡第一次聽見這些概念,只覺得不可思議。
16 年後,再看到當年的研究者站上諾貝爾獎的舞台,更讓我相信:今天看似遙遠的基礎研究,可能就是明天改變臨床治療的方法。
而能夠在自己的臨床與研究工作中,繼續沿著腦刺激與精準精神醫學這條路往前走,對我而言也別具意義。
門診時間與院所資訊放在關於我。如果你正在考慮腦刺激治療,第一步仍然是一次完整的評估。
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