今年的诺贝尔生理医学奖「花落」光遗传学，该领域也被产业界视作下一代脑机接口技术的关键突破口。相对于头套式与电极式等传统路径，光遗传学提供的空间解析度更高、读写抗干扰性也更强，为失明人士与截瘫患者带来福音。

光遗传学是指把编码蛋白质的基因放进体内，通过光信号操纵蛋白质活性，增加或者降低神经细胞的活动。若将人脑与电脑做类比，前者包含数百亿个神经细胞，后者则具有数亿个晶体管，二者的基本元件之间都互相连接、构成巨大的网络。也因此，前沿神经科学家一直试图通过测量、调节大脑中的信息流，以复现人类操控电脑的功能。

技术路径优势突出

近十年来，光遗传学手段被广泛应用在各类临床医疗场景中，例如嗜睡症、抑郁症、帕金森综合症等。而光遗传学与脑机接口技术的结合，则打破了过去头戴式「只能读取信号」及电极式「引发异物反应」的局限，得以实行高精度、低损伤、双向闭环的神经调控。

头套式脑机接口的短板在于，采集脑电图的过程须穿过颅骨、脑膜和头皮，空间解析度只有厘米级，且相邻的大脑功能区容易混杂，深层信号基本读不到。眨眼、咬牙、出汗、頭髮或电极接触不良都会干扰到神经信号的采集。

而由马斯克创立的脑机接口公司Neuralink，采用的则是电极阵列技术，规避了头套式的一些弊端，但微电极放电时，电流会无差别刺激电极周围的所有神经元、血管及胶质细胞，容易引发副反应，譬如局部痉挛等；其空间解析度也受限于电极排布密度与电流扩散程度。

更要命的是，当用电极在大脑中「写入」信号时，产生的巨大电噪会掩盖对脑电信号的「读取」，因此电极式脑机接口难以做到即时的读写闭环。光遗传学技术的优势在于读写过程的物理介质完全独立，从根本上消除了两者之间的干扰。

当然，光遗传学脑机界面需要在大脑内完成「基因改造＋光敏蛋白表达＋植入式光源／晶片调控」等一系列复合操作，使得该技术在人体临床试验时要面对更高的安全门槛。

华人学者深度参与

本届获奖者戴瑟罗斯（Karl Deisseroth）、黑格曼（Peter Hegemann）、内格尔（Georg Nagel）。但实际上，对于光遗传学发展做出重要贡献的不止他们三位，多名华人学者均有深度参与。

譬如，戴瑟罗斯就是华人科学家钱永佑（钱学森堂侄）的博士后，并长期在后者的史丹福大学实验室工作。钱永佑完全有资格在戴瑟罗斯后续论文中要求署名。2004年，戴瑟罗斯首次利用通道视紫红质在神经细胞上实现了毫秒级动作电位的控制，而他的华人学生张峰在基因表达载体工具的开发环节中，也做出了重大贡献。

此外，美国韦恩州立大学的神经学教授潘卓华同样在光遗传学领域深耕多年，他于2000年即构想将光敏蛋白表达在盲人的眼内，以代替视杆细胞和视锥细胞的缺失。其相关研究的投稿时间也早于戴瑟罗斯，但他先是被Nature杂志拒稿，建议文章改投到旗下子刊Nature Neuroscience，但后者继续拒绝刊登。2005年初，潘卓华再将文章投到Journal of Neuroscience，再次遭拒稿。最后几经周折，直到2006年4月在Neuron杂志发表，但已落后戴瑟罗斯论文刊登八个月之久。

现行的学术出版制度存在诸多弊端，很多科学家都遭遇过不公对待，笔者在今年6月4日刊登的《学术出版为何如此暴利？》一文中曾做过讨论。