光遗传学斩获诺奖 中学生接触脑科学的窗口 Brain Bee竞赛介绍

每年十月,诺贝尔奖的公布都会掀起全球科学界的关注热潮。

北京时间10月5日17:30,瑞典卡罗林斯卡医学院公布了2026年诺贝尔生理学或医学奖获奖名单。彼得・黑格曼(Peter Hegemann)、卡尔・代塞尔罗思(Karl Deisseroth)、格奥尔格・纳格尔(Georg Nagel,也译作格奥尔格・纳格尔)凭借光控离子通道与光遗传学领域的开创性发现共同斩获这一奖项,三人将平分 1200 万瑞典克朗奖金。

三位科学家从单细胞绿藻身上挖掘出光敏蛋白,改造出可调控神经活动的分子开关。依托这项技术,科研人员能够在活体生物大脑内,借助光线精准开启、关闭特定神经元,直接验证神经回路和记忆、情绪、行为之间的因果关联,彻底改写神经科学的研究范式。

生理学或医学奖是本届诺奖系列里首个官宣的奖项,这份荣誉既是对科研人员数十年深耕基础研究的肯定,也向大众展示了基础科学蕴藏的巨大潜力。

光遗传学:源自藻类的奇妙发现,点亮脑科学研究

这项颠覆性技术的源头,是一种没有大脑的单细胞藻类 —— 衣藻。衣藻虽不存在神经组织,却可以主动向着光源游动。

上世纪90年代初,彼得・黑格曼在研究衣藻感光机制时观察到:光线照射到衣藻眼点后,仅半毫秒就能触发电信号。这一现象让他大胆猜想,衣藻体内存在一种蛋白复合体,如同细胞膜上的光控小门,遇光就可以允许带电离子穿过。

历经无数次实验失败,黑格曼团队锁定了两个关键基因。随后他联系格奥尔格・纳格尔合作验证蛋白功能。纳格尔将这两种蛋白在蛙卵中大量表达,实验证实,这类蛋白确实具备光响应离子通道特性,被命名为通道视紫红质1号与2号(Channelrhodopsin-1/2)。

而卡尔・代塞尔罗思本身是精神科医生兼神经科学家,临床中抑郁症、精神疾病患者的痛苦,促使他寻找能够精准解析大脑异常活动的工具。他主动联系纳格尔获取通道视紫红质2的基因序列,在2005年团队发布重磅成果,实现毫秒级用光激活神经元,光遗传学就此正式诞生。

在光遗传学问世前,脑科学研究只能被动观测神经元活动,无法确认 “哪一组神经细胞直接决定某一种行为”。光遗传技术补齐了这一环,让研究者主动操控特定神经元,建立神经环路与行为之间的因果证据。诺奖委员会评价,光遗传学是神经科学领域划时代的基础研究工具,为抑郁症、癫痫、帕金森等脑疾病机制研究打开全新方向,目前全球上万间实验室都在使用这项技术开展实验。

有趣的是,这项改变脑科学的技术,起点仅仅是一个简单问题:绿藻为什么会追着光游动?基础研究常常如此,研究者在起步阶段很难预判成果未来的应用场景。培养皿里那一抹向光聚集的绿色,最终帮助人类读懂自己的大脑。

如果你对神经科学、大脑研究充满兴趣,想亲身探索脑科学的魅力,Brain Bee国际脑科学竞赛,正是适合理工科、生物医学方向中学生的优质科研背景提升项目。

竞赛介绍

Brain Bee(International Brain Bee Championship)起源于美国,是面向全球青少年的脑科学学术挑战,由神经科学学会、美国 Dana 基金会、欧洲神经科学学会、美国心理学会、国际脑研究组织、阿尔茨海默病协会等多家权威学术机构联合主办。

赛事旨在激发青少年对人脑科学的探索热情,鼓励更多年轻人未来投身脑基础研究、神经与精神疾病诊疗、类脑智能等前沿领域。适合对生物、医学、心理学、认知科学、化学、计算机、人工智能感兴趣的同学,全球已有超过50个国家和地区的学生参与这项赛事。

官网:

https://www.chinabrainbee.com/

赛事基本信息

推荐

参赛组别:

  • BrainBee Junior:5–8年级
  • BrainBee 主赛 Brain Bee:9–12年级

2026赛季时间参考:

  • 地区选拔赛:3月底
  • 全国总决赛:4月中旬
  • 国际总决赛:8月(各国选派代表参赛)

地区选拔赛:

线下统一闭卷笔试,题目包含选择题与填空题,试题为中文,专业名词附带中英对照。

  • Junior组:共60道题目
  • Brain Bee主赛:共80道题目

全国总决赛:

✅ BrainBee Junior组(5-8年级)

  1. 个人笔试:填空、选择,总计40题,满分40分,闭卷作答,中英文均可书写答案,专业术语可写缩写。
  2. 科学海报项目:团体赛,4–5人组队。晋级全国的选手可跨校组队,现场根据指定主题完成海报创作并进行现场演讲,可查阅参考资料。团队得分直接计入每位队员成绩,海报制作与演示中英文不限,本环节满分40分。

✅ Brain Bee主赛(9-12年级)全程个人参赛,全部闭卷考核

  1. 笔试:填空+选择,50题,50分
  2. 图像标本识别:识别脑组织标本、CT/MRI影像内大脑结构,共13题,每题2分,合计26分
  3. 病例视频诊断:根据病例资料分析神经相关疾病,8道大题,每题3分,合计24分

所有题目中文呈现,专业术语附带英文标注,作答中英文均可。

国际赛规则:

每个国家 / 地区仅可派出1名选手出战国际赛。国内Brain Bee主赛全国一等奖最高分选手,将获得中国区国际赛出战资格;参赛选手同时受邀参加国际主办方举办的学术年会,近距离接触全球脑科学领域学者。

奖项晋级规则:

地区赛按省内参赛选手排名,划分省一级、二级、三等奖。地区赛整体获奖比例约40%。

全国总决赛

全国晋级名额控制在 500人左右,包含主赛与 Junior两个组别。名额分为两部分:350个地区分配名额,依据各省参赛人数比例分配;

剩余150个综合名额,在全国所有地区赛选手中,按成绩从高到低选拔。

依据总分排名评出全国一、二、三等奖,获奖面同样维持40%。同时会依据学校整体参赛表现,颁发优秀组织奖。

竞赛组强烈建议Brain Bee和Brain Bee Junior组的同学们将《Brain Facts》全部看完哦。

提前规划好Brain Bee的备赛节奏,系统掌握脑科学知识,能帮助你在竞赛中走得更稳。

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