Der diesjährige Medizin-Nobelpreis geht an drei Forscher, die das Gehirn buchstäblich näher beleuchten. Ihre Arbeit ermöglicht es zu untersuchen, wie Nervenzellen Erinnerungen, Gefühle und Verhalten beeinflussen.
Nobelpreis in Medizin vergeben Wie "Lichtschalter" im Gehirn unsere Nerven steuern können
Der diesjährige Medizin-Nobelpreis geht an drei Forscher, die das Gehirn buchstäblich näher beleuchten. Ihre Arbeit ermöglicht es zu untersuchen, wie Nervenzellen Erinnerungen, Gefühle und Verhalten beeinflussen.
Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 geht an Karl Deisseroth (Stanford University in den USA), Peter Hegemann (Humboldt-Universität zu Berlin) und Georg Nagel (Universität Würzburg). Ausgezeichnet werden sie "für ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und Optogenetik". Dahinter steckt eine Methode, mit der sich die Aktivität von Nervenzellen gezielt an- und ausschalten lässt – nur mithilfe von Licht. Laut dem Nobelpreis-Komitee hat sich mit diesem Werkzeug das Verständnis des Gehirns grundlegend verändert.
Wie aus einem Algenprotein ein Schalter für Nervenzellen wird
Die Grundlage legte eine einfache Beobachtung: Die einzellige Grünalge Chlamydomonas kann gezielt zum Licht schwimmen. Der Neurowissenschaftler Hegemann wollte verstehen, wie das möglich ist. In der Alge entdeckten er und der Neurobiologe Nagel Anfang der 2000er-Jahre ein besonderes Eiweiß: Channelrhodopsin. In der Zellmembran bildet das Protein einen lichtgesteuerten Ionenkanal. Wird es von Licht einer passenden Wellenlänge angeregt, öffnet sich der Kanal; Ionen strömen durch die Membran, und es entsteht ein elektrischer Impuls – genau das Prinzip, mit dem auch Nervenzellen arbeiten.
Hegemann und Nagel zeigten zunächst, dass Channelrhodopsin viele verschiedene Zelltypen lichtempfindlich machen kann. Sie brachten das Gen für das Protein etwa in Frosch-Eizellen und Nierenzellen ein. Die Zellen, die das Protein bildeten, reagierten plötzlich auf Licht. Ein kurzer Lichtimpuls reichte, um einen elektrischen Impuls auszulösen.
Damit war klar: Das Algenprotein wirkt wie ein extrem schneller, lichtgesteuerter Ionenkanal. Ein Ionenkanal ist ein winziger Durchgang in der Zellmembran, durch den geladene Teilchen hinein- oder hinausfließen. Viele Ionenkanäle reagieren auf elektrische Spannungen oder chemische Botenstoffe. Channelrhodopsin reagiert sehr schnell auf Licht; damit ließ sich die Aktivität von Nervenzellen im Millisekundenbereich steuern.
Was der "Lichtschalter" für die Hirnforschung bedeutet
Der Psychiater, Neurobiologe und Bioingenieur Karl Deisseroth erkannte, was dieses Prinzip für die Hirnforschung bedeuten könnte. Aus seiner Arbeit mit Patienten, die unter schweren Depressionen, Angststörungen oder Schizophrenie litten, wusste er, wie wenig über die genauen Ursachen im Gehirn bekannt war. Um neue Therapien zu entwickeln, wollte er verstehen, welche Nervenzellen bestimmte Gefühle oder Verhaltensweisen auslösen.
Deisseroth nutzte das Gen für Channelrhodopsin-2 in seinem Labor und brachte es in die Nervenzellen von Ratten ein. Die Zellen überstanden den Eingriff und bildeten das Algenprotein. Als das Team die Nervenzellen mit blauem Licht beleuchtete, lösten sie sofort ein Nervensignal aus. 2005 veröffentlichte Deisseroth gemeinsam mit Kollegen den entscheidenden Nachweis. Zwei Jahre später konnte er den "Lichtschalter" erstmals im Gehirn lebender Mäuse einsetzen und aktivieren, indem mit dünnen Glasfasern gezielt Licht an die entsprechenden Hirnbereiche geleitet wurde.
Oft übersehen: Diese Veränderung in der Stimme kann auf Demenz hinweisen
Erstaunliche Entdeckung: Unser Gehirn hat offenbar zwei Ursprünge
In Mäusen konnten Forscher dadurch Netzwerke von Nervenzellen identifizieren, die an einer Erinnerung beteiligt waren. In einem Experiment konditionierten sie die Tiere auf eine angstauslösende Situation ein und markierten dabei die beteiligten Zellen. Später aktivierten sie genau diese Zellen erneut mit Licht. Daraufhin zeigten die Mäuse Angstverhalten, obwohl keine Gefahr bestand. Das zeigte erstmals, dass die Aktivierung eines spezifischen Netzwerks aus Nervenzellen ausreichte, um die Verhaltensäußerung einer bestimmten Erinnerung auszulösen.
Ähnlich präzise Tests gibt es inzwischen für Schmerz, Durst, Futteraufnahme, soziale Interaktion oder Aufmerksamkeit. Forscher können einzelne Schaltkreise im Gehirn gezielt "hochfahren" oder "herunterregeln" und beobachten, wie das Verhalten sich ändert.
Per Svenningsson, der Vorsitzende des Nobelkomitees für Physiologie oder Medizin, sagte: "Die Optogenetik eröffnet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir einst nur träumen konnten."
Von der Grundlagenforschung zur Hoffnung für Patienten
Die Optogenetik ist ein neues Werkzeug für die Forschung, das auch neue Therapien ermöglichen könnte. In ersten klinischen Studien versuchen Ärztinnen und Ärzte, blinden Menschen mit einer Netzhauterkrankung (Retinitis pigmentosa) teilweise das Sehen zurückzugeben. Dabei macht ein channelrhodopsinähnliches Protein die verbliebenen Netzhautzellen lichtempfindlich. Mit speziellen Brillen, die Lichtsignale passend verstärken, können Betroffene wieder einfache Gegenstände erkennen.
Auch bei Hörimplantaten zeichnen sich neue Ansätze ab. Heute stimulieren Cochlea-Implantate den Hörnerv mit Strom. Ein optogenetisches Verfahren könnte den Hörnerv räumlich gezielter stimulieren.
Messbare Veränderungen: Nächtliches Licht könnte dem Herz schaden
MRT-Untersuchungen: Was bei Verliebten im Gehirn passiert, hat Forscher überrascht
Für das Verständnis von Erkrankungen wie Depression, Angststörungen, Schizophrenie, Parkinson oder Alzheimer liefert die Optogenetik bereits jetzt wichtige Hinweise. Indem die Methode zeigt, wie sich die zugrunde liegenden neuronalen Schaltkreise bei diesen Störungen verändern, können Forscherinnen und Forscher Medikamente und andere Behandlungsformen genauer ausrichten.
nobelprize.org: "Light-seeking algae gave us a switch for nerve cells". (Stand: Oktober 2026; englisch)
nobelprize.org: "A light-sensitive algal protein energised neuroscience". (Stand: Oktober 2026; englisch)
Die Informationen ersetzen keine ärztliche Beratung und dürfen daher nicht zur Selbsttherapie verwendet werden.
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Der diesjährige Medizin-Nobelpreis geht an drei Forscher, die das Gehirn buchstäblich näher beleuchten. Ihre Arbeit ermöglicht es zu untersuchen, wie Nervenzellen Erinnerungen, Gefühle und Verhalten beeinflussen.
Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 geht an Karl Deisseroth (Stanford University in den USA), Peter Hegemann (Humboldt-Universität zu Berlin) und Georg Nagel (Universität Würzburg). Ausgezeichnet werden sie "für ihre Entdeckungen zu lichtgesteuerten Ionenkanälen und Optogenetik". Dahinter steckt eine Methode, mit der sich die Aktivität von Nervenzellen gezielt an- und ausschalten lässt – nur mithilfe von Licht. Laut dem Nobelpreis-Komitee hat sich mit diesem Werkzeug das Verständnis des Gehirns grundlegend verändert.
Wie aus einem Algenprotein ein Schalter für Nervenzellen wird
Die Grundlage legte eine einfache Beobachtung: Die einzellige Grünalge Chlamydomonas kann gezielt zum Licht schwimmen. Der Neurowissenschaftler Hegemann wollte verstehen, wie das möglich ist. In der Alge entdeckten er und der Neurobiologe Nagel Anfang der 2000er-Jahre ein besonderes Eiweiß: Channelrhodopsin. In der Zellmembran bildet das Protein einen lichtgesteuerten Ionenkanal. Wird es von Licht einer passenden Wellenlänge angeregt, öffnet sich der Kanal; Ionen strömen durch die Membran, und es entsteht ein elektrischer Impuls – genau das Prinzip, mit dem auch Nervenzellen arbeiten.
Hegemann und Nagel zeigten zunächst, dass Channelrhodopsin viele verschiedene Zelltypen lichtempfindlich machen kann. Sie brachten das Gen für das Protein etwa in Frosch-Eizellen und Nierenzellen ein. Die Zellen, die das Protein bildeten, reagierten plötzlich auf Licht. Ein kurzer Lichtimpuls reichte, um einen elektrischen Impuls auszulösen.
Damit war klar: Das Algenprotein wirkt wie ein extrem schneller, lichtgesteuerter Ionenkanal. Ein Ionenkanal ist ein winziger Durchgang in der Zellmembran, durch den geladene Teilchen hinein- oder hinausfließen. Viele Ionenkanäle reagieren auf elektrische Spannungen oder chemische Botenstoffe. Channelrhodopsin reagiert sehr schnell auf Licht; damit ließ sich die Aktivität von Nervenzellen im Millisekundenbereich steuern.
Was der "Lichtschalter" für die Hirnforschung bedeutet
Der Psychiater, Neurobiologe und Bioingenieur Karl Deisseroth erkannte, was dieses Prinzip für die Hirnforschung bedeuten könnte. Aus seiner Arbeit mit Patienten, die unter schweren Depressionen, Angststörungen oder Schizophrenie litten, wusste er, wie wenig über die genauen Ursachen im Gehirn bekannt war. Um neue Therapien zu entwickeln, wollte er verstehen, welche Nervenzellen bestimmte Gefühle oder Verhaltensweisen auslösen.
Deisseroth nutzte das Gen für Channelrhodopsin-2 in seinem Labor und brachte es in die Nervenzellen von Ratten ein. Die Zellen überstanden den Eingriff und bildeten das Algenprotein. Als das Team die Nervenzellen mit blauem Licht beleuchtete, lösten sie sofort ein Nervensignal aus. 2005 veröffentlichte Deisseroth gemeinsam mit Kollegen den entscheidenden Nachweis. Zwei Jahre später konnte er den "Lichtschalter" erstmals im Gehirn lebender Mäuse einsetzen und aktivieren, indem mit dünnen Glasfasern gezielt Licht an die entsprechenden Hirnbereiche geleitet wurde.
Oft übersehen: Diese Veränderung in der Stimme kann auf Demenz hinweisen
Erstaunliche Entdeckung: Unser Gehirn hat offenbar zwei Ursprünge
In Mäusen konnten Forscher dadurch Netzwerke von Nervenzellen identifizieren, die an einer Erinnerung beteiligt waren. In einem Experiment konditionierten sie die Tiere auf eine angstauslösende Situation ein und markierten dabei die beteiligten Zellen. Später aktivierten sie genau diese Zellen erneut mit Licht. Daraufhin zeigten die Mäuse Angstverhalten, obwohl keine Gefahr bestand. Das zeigte erstmals, dass die Aktivierung eines spezifischen Netzwerks aus Nervenzellen ausreichte, um die Verhaltensäußerung einer bestimmten Erinnerung auszulösen.
Ähnlich präzise Tests gibt es inzwischen für Schmerz, Durst, Futteraufnahme, soziale Interaktion oder Aufmerksamkeit. Forscher können einzelne Schaltkreise im Gehirn gezielt "hochfahren" oder "herunterregeln" und beobachten, wie das Verhalten sich ändert.
Per Svenningsson, der Vorsitzende des Nobelkomitees für Physiologie oder Medizin, sagte: "Die Optogenetik eröffnet Möglichkeiten, das Gehirn auf eine Weise zu kartieren, von der wir einst nur träumen konnten."
Von der Grundlagenforschung zur Hoffnung für Patienten
Die Optogenetik ist ein neues Werkzeug für die Forschung, das auch neue Therapien ermöglichen könnte. In ersten klinischen Studien versuchen Ärztinnen und Ärzte, blinden Menschen mit einer Netzhauterkrankung (Retinitis pigmentosa) teilweise das Sehen zurückzugeben. Dabei macht ein channelrhodopsinähnliches Protein die verbliebenen Netzhautzellen lichtempfindlich. Mit speziellen Brillen, die Lichtsignale passend verstärken, können Betroffene wieder einfache Gegenstände erkennen.
Auch bei Hörimplantaten zeichnen sich neue Ansätze ab. Heute stimulieren Cochlea-Implantate den Hörnerv mit Strom. Ein optogenetisches Verfahren könnte den Hörnerv räumlich gezielter stimulieren.
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Für das Verständnis von Erkrankungen wie Depression, Angststörungen, Schizophrenie, Parkinson oder Alzheimer liefert die Optogenetik bereits jetzt wichtige Hinweise. Indem die Methode zeigt, wie sich die zugrunde liegenden neuronalen Schaltkreise bei diesen Störungen verändern, können Forscherinnen und Forscher Medikamente und andere Behandlungsformen genauer ausrichten.
nobelprize.org: "Light-seeking algae gave us a switch for nerve cells". (Stand: Oktober 2026; englisch)
nobelprize.org: "A light-sensitive algal protein energised neuroscience". (Stand: Oktober 2026; englisch)
Die Informationen ersetzen keine ärztliche Beratung und dürfen daher nicht zur Selbsttherapie verwendet werden.
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Bildrechte: Lynn Zimmermann
Quelle: t-online Gesundheit · Originalartikel
