125 лет света и Нобелевской премии

5 октября 2026 года по местному времени Каролинский медицинский институт объявил о присуждении Нобелевской премии по физиологии или медицине за 2026 год трем учёным — Карлу Дисселросу, Петеру Хегманну и Георгу Наджеру — в знак признания их открытий, связанных с фоточувствительными ионными каналами и оптогенетикой.

Оглядываясь на историю, можно увидеть, как за последние 125 лет свет и Нобелевские премии переплелись, создав величественную картину человеческого пути к познанию природы и жизни. Начиная с открытия Рентгеном рентгеновских лучей в 1901 году, через объяснение Эйнштейном фотоэлектрического эффекта в 1921‑м и заканчивая изобретением Шудзи Накамурой в 2014‑м высокоэффективного синего светодиода, свет совершил переход от фундаментальных открытий до промышленного применения в области физики. Впоследствии исследования света углубились в биологию: в 2017 году была удостоена премии молекулярная основа циркадного ритма, открытая Джеффри Холлом и другими, что позволило понять, как свет, выступая в роли временного сигнала, регулирует жизненные ритмы; а нынешняя Нобелевская премия, присуждённая за достижения в области оптогенетики, подтверждает, что свет теперь способен проникать в микроскопические системы живых организмов, становясь точным инструментом воздействия на клеточные и нервные процессы, тем самым ещё более укрепляя научную базу взаимосвязи между светом и здоровьем.

Эйнштейн

Рентген

Шудзи Накамура

Джеффри Холл

В головном мозге млекопитающих существует бесчисленное множество взаимосвязанных нейронов; традиционные электродные стимуляции не только вызывают значительные физические повреждения, но и чреваты серьёзным загрязнением сигналов, что затрудняет точную проверку причинно-следственных связей между конкретными нейронами и сложными формами поведения. Чтобы решить эту проблему, была разработана технология оптогенетики. Её создание стало результатом усилий многих учёных: в 1971 году Эстерхельт обнаружил в бактериях галофилов фоточувствительный ионный насос, который при освещении выбрасывает протоны; затем Хегманн и Наджер совместно исследовали фоточувствительные белки зелёных водорослей, открыв быстро реагирующие родопсины ChR1 и ChR2, а в 2003 году успешно внедрили их гены в человеческие клетки, впервые добившись управления клетками с помощью света; в 2005 году Дисселрос на этой основе сумел экспрессировать фоточувствительные белки в нервных клетках млекопитающих, официально внедрив эту технологию в исследования мозга.

Водоросли хламидомонады воспринимают свет с помощью своего «глазка»: при достаточно ярком освещении они направляются к источнику света. © Комитет Нобелевской премии по физиологии или медицине.

Проще говоря, эта технология позволяет учёным управлять определёнными типами нейронов с помощью света определённой длины волны. Сначала необходимо с помощью генной инженерии установить этот фоточувствительный белок в социальные (или одиночные) нейроны мыши, а затем, направив свет, специфически активировать эти нейроны. После этого, наблюдая за поведением животного, можно безошибочно определить, влияют ли эти нейроны на склонность мыши к общению или к уединению. Дисселрос назвал применение этой технологии в нейробиологии оптогенетикой.

Преимущества этой технологии очевидны: во‑первых, учёные могут гарантировать, что активируется только определённый тип нейронов, исключая загрязнение сигналов; во‑вторых, можно активировать конкретный тип нейронов, не нарушая естественного поведения млекопитающего, и таким образом изучать причинно-следственные связи между нейронами и поведением животного; в‑третьих, усовершенствованная оптогенетика позволяет также точно подавлять деятельность определённых нейронов, что дополнительно повышает гибкость экспериментов с поведением животных.

Исследователи вводят специальный ген в мозг живой мыши, после чего имплантируют в мозг тонкое оптоволокно. Когда свет, проходя через волокно, попадает на нервные клетки, это вызывает соответствующий нервный сигнал, приводящий в движение усы мыши. © Комитет Нобелевской премии по физиологии или медицине.

Прорывы в оптогенетике и смежных областях фотобиологии уже приводят к глубоким изменениям в самых разных дисциплинах и практических приложениях. В клинических медицинских исследованиях оптогенетика уже сделала существенный шаг вперёд: введя в глаза специальные фоточувствительные белковые носители и используя специально разработанные очки с импульсами света, исследователи успешно помогли слепым пациентам восстановить часть способности воспринимать объекты, определять их положение и ощущать их прикосновение, открыв новые пути лечения заболеваний сетчатки, нейродегенеративных расстройств, эпилепсии и депрессии. В области пересечения нейробиологии и искусственного интеллекта человеческий мозг, как высокоразвитый суперинтеллект, обладает крайне высокой энергоэффективностью, способностью к самостоятельному обучению и бесшовной координацией с телом. Оптогенетика предоставляет микроскопический инструмент мгновенного контроля над сложными нейронными сетями мозга, помогая исследователям ИИ черпать вдохновение из нейронных механизмов и продвигать развитие общего искусственного интеллекта.

Обсуждение взаимосвязи света и здоровья постепенно смещается с цветовой температуры, мощности и спектра источника света к практическим моделям воздействия на человека — включая распределение длин волн, уровень облучения целевых участков, временные последовательности импульсов и степень пространственного воздействия. Это побуждает отрасль более строго разграничивать физическое освещение, регулирование циркадных ритмов и лечебное световое воздействие на уровне медицинских стандартов, основываясь на чётких механизмах и проверяемых данных для создания здоровой световой среды.

Учёные давно мечтают установить переключатели на нервные клетки. © Комитет Нобелевской премии по физиологии или медицине.

От ранних опытов физического освещения до последующих исследований в области биологии, Нобелевская премия отражает постоянное углубление человеческого понимания света. Появление синего светодиода в 2014 году дало толчок развитию мировой индустрии твердотельного освещения (SSL), а открытие механизма циркадного ритма в 2017‑м заставило отрасль обратить внимание на влияние света на физиологические ритмы организма. Эти научные достижения постепенно меняли направление применения осветительных технологий.

В последние годы такие университеты и компании, как Университет Цзяотун, Фуданьский университет, Шанхайский университет прикладных технологий, компания «Сюйюй Оптоэлектроника», «Далиан Луминг» и многие другие, проводят исследования и эксперименты в сфере технологий здорового освещения; некоторые из этих разработок, благодаря рекомендациям Китайской ассоциации осветительной техники, были удостоены провинциальных и министерских наград за научно‑технические достижения. На основе этих результатов ряд инновационных продуктов был включён в «Каталог инновационных и модернизированных потребительских товаров» и «Каталог продуктов для пожилых» Министерства промышленности и информатизации. С прошлого года такие ключевые игроки отрасли, как «Лэйши Освещение», «Саньсюн Цзигуан», «Опу Освещение», опираясь на свои технологические преимущества и специализированные сценарии применения, последовательно публикуют свои позиции, новые продукты, технологии и примеры новых сфер применения, активно расширяя рынок. Ассоциация также продолжает углублять обобщение достижений и направление развития в области света и здоровья, готовя и пересматривая «Руководство по развитию китайской осветительной технологии» и «Белую книгу о развитии китайской отрасли здорового освещения». Под постоянным влиянием научно‑технологических инноваций осветительная отрасль неуклонно развивает новую производительность, усиливая модернизацию отрасли прочными научными достижениями, а развитие света и здоровья придаёт осветительной индустрии новую ценность, давая мощный импульс качественному развитию всей отрасли.

Источник текста: Обобщение Китайской ассоциации осветительной техники на основе материалов агентства «Синьхуа», журнала «Саньлянь Жизнь» и других.