カール・ダイセロス、光で神経細胞を操る精神科医がノーベル賞を受賞

カール・ダイセロス

Photo: Christopher Michel / CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

生年	1971年11月18日 Boston, Massachusetts, United States
職業	精神科医、神経科学者
受賞	アルバニー・メディカル・センター賞 · 医学におけるディクソン賞 · マスリー賞

医学賞の受賞者の多くは、ストックホルムから電話が来るずっと前に患者の診療をやめている。だが、カール・ダイセロス（Karl Deisseroth）はそうしなかった。青い光を一閃させ、狙った脳細胞の活動をオン・オフする手段を神経科学にもたらしたスタンフォード大学の研究者は、今も重い精神疾患を抱える人々と向き合い、言葉にしがたい状態を何とか表現しようとする彼らの話に耳を傾けている。そうした対話が、次に研究室で何を検証するかに直結していると彼は語る。今回、彼が共同受賞したノーベル賞は、その手法をたたえるものだ。だが、その手法が答えを出すために生まれた問いは、今も診療の現場から湧き上がっている。

この手法はオプトジェネティクスと呼ばれ、その名を付けたのはダイセロス自身だ。光が当たると孔を開く、単細胞の緑藻に由来するタンパク質、チャネルロドプシンを利用する。このタンパク質の遺伝子を選んだ神経細胞群に導入すると、周囲の細胞は静かなまま、対象の細胞だけをミリ秒単位の精度で、指示どおりに発火させられる。損傷させたときに何が壊れるかを観察し、脳の領域と行動を結びつけてきたこの分野にとって、研究者がようやく因果関係を問えるようになったことを意味する。つまり、「この回路を作動させたら、動物はどう行動するのか」と。「光を使って情報を集めているのではありません。光を使って、何かを起こしているのです」と、発表当日の朝、STATに語った。

ダイセロスは1971年11月18日、ボストンで腫瘍医のアルバート・ダイセロス（Albert Deisseroth）の息子として生まれ、1988年にヒューストンのセント・ジョンズ・スクールを卒業した。ハーバード大学で生化学を学び、1992年に卒業。その後、西へ移りスタンフォード大学に進学し、リチャード・ツィエン（Richard Tsien）の研究室で神経科学の博士号を1998年に取得、2000年には医学の学位を得た。医学の道に進んだ当初、精神科医になることは選択肢にすらなかったと、彼は振り返っている。転機となったのは研修医としての経験だった。病棟で出会ったのは、専門家が詳細に記述できる一方、説明となると曖昧さが残る病状だった。その隔たりが、彼の研究課題となった。

2004年、スタンフォード大学に自身の研究室を開設した。同年7月、彼のノートには、ペーター・ヘーゲマン（Peter Hegemann）とゲオルク・ナーゲル（Georg Nagel）が藻類で特性を明らかにしたタンパク質、チャネルロドプシンを持つ神経細胞で、光に反応した活動を初めて記録したとある。論文は2005年にNature Neuroscienceに掲載され、筆頭著者はエド・ボイデン（Ed Boyden）。フェン・ジャン（Feng Zhang）、エルンスト・バンベルク（Ernst Bamberg）、ナーゲルらも共著者に名を連ねた。同年、米国国立衛生研究所から所長パイオニア賞を受賞。2006年にこの分野をオプトジェネティクスと名付け、2007年には生きたマウスの脳内でスイッチを作動させることに成功した。2010年には、学術誌Nature Methodsがオプトジェネティクスを「メソッド・オブ・ザ・イヤー」に選出。2009年からはハワード・ヒューズ医学研究所の研究員を務めている。

同じ研究室からは、もう一つの発明も生まれた。2013年、ダイセロスは博士研究員のクァンフン・チョン（Kwanghun Chung）、神経科学者のヴィヴィアナ・グラディナル（Viviana Gradinaru）とともに開発したCLARITYを報告する論文の上級著者となった。これは、光や分子プローブが通り抜けられる透明なハイドロゲルへと、損なわれていない脳を変える方法だ。その後に登場したSTARmapなどのハイドロゲルと組織を扱う化学手法では、組織を切り分けることなく、三次元空間で細胞ごとの遺伝子活動を読み取れる。こうした二つの研究と並行して、彼の研究グループとヘーゲマンの研究グループは、チャネルロドプシンの高解像度構造を解明し、孔がどのようにイオンや光の色を選び分けるのかを明らかにした。

2026年10月5日、カロリンスカ研究所のノーベル委員会が発表した賞は、ダイセロス、ヘーゲマン、ナーゲルの3人に、「光で制御されるイオンチャネルとオプトジェネティクスに関する発見」を理由に贈られることになった。ノーベル賞の受賞者は最大3人と定められており、その枠から漏れた人々もいる。発表後、SNS上の論評で最も大きな異議の声が上がったのは、現在MITに所属するボイデンだった。彼はコメントの要請に応じなかった。委員会自身が公表した背景資料では、2002年に初めて通常の神経細胞を光に反応させたゲロ・ミーゼンベック（Gero Miesenböck）や、網膜細胞でチャネルロドプシンを試した潘卓華（Zhuo-Hua Pan）を含む、他の先駆者たちにも言及している。研究の先取権をめぐる問題について、ダイセロスは多くの研究者よりも率直に対応してきた。2004年7月のノートのページを公開し、シュテファン・ヘルリッツェ（Stefan Herlitze）、アレクサンダー・ゴットシャルク（Alexander Gottschalk）、矢尾育（Hiromu Yawo）、潘ら、翌年までに同様の成果にたどり着いた研究室を日頃から挙げている。祝賀ムードのなかで見過ごされがちな、もう一つの留保もある。研究室で幅広く活用されている一方、臨床応用についてノーベル委員会が示すのは、視覚障害のある人の視力回復を目指す試みに限られる。患者たちが期待を寄せる精神医療への応用は、まだ研究段階にある。

彼はまた、神経回路が診療する人々にとって何を意味するのか、説明することにも取り組んできた。2021年にランダムハウスから刊行されたProjectionsは、患者との出会いと感情の背後にある神経回路を行き来し、精神状態は進化の歴史に根差した連続体にあると論じている。タイトルには二つの意味が込められている。精神科医が認識する防衛機制と、神経細胞が遠くの標的へ伸ばす長い線維だ。

ノーベル賞の電話がかかってきたのは、カリフォルニアでは真夜中を過ぎてからだった。論文の作業で遅くまで起きていた彼は、ちょうど横になったところで、委員会が連絡を取った受賞者3人のうち最初の一人だった。その夜に収録されたインタビューでは、家族が寝静まるなか、最近の研究について語った。チームは光を使ってマウスの心拍を調節し、心拍の変化が脳の状態や行動にどう影響するかを観察している。スイッチを切り替えるような精度で、身体から脳へ情報を伝える研究だ。受賞発表時、彼は55歳だった。共同受賞者たちについては、長年にわたり論文や学会、ビールをともにしてきた、頻繁に共同研究を行う友人だと語った。

ノーベル賞に先立ち、2021年にはヘーゲマン、ディーター・オスターヘルト（Dieter Oesterhelt）とともにラスカー基礎医学研究賞を受賞。2018年には京都賞を受賞し、同賞の最年少受賞者となった。同年にはカナダ・ガードナー国際賞、2016年にはヘーゲマンとともにハーベイ賞を受賞している。このほか、ブレークスルー賞（生命科学部門）や、2013年にボイデンを含むオプトジェネティクス研究者5人と共同受賞したブレイン賞もある。米国の科学、工学、医学の各国立アカデミーの会員でもある。

スタンフォード大学の神経科学者、ミシェル・モンジェ（Michelle Monje）と結婚しており、二人の間には4人の子どもがいる。また、以前の交際相手との間にも息子がいる。スタンフォード大学では精神医学・行動科学の教授を務めるほか、D.H. Chen生物工学教授職にも就き、同大学病院で主治医として診療にあたっている。

ストックホルムでの授賞式は12月10日に予定されている。式の後も、本人の言葉を借りれば、日々の営みは変わらない。論文に向かう夜更かし、研究室、そして、自分が何を感じているかを語る患者たち。その言葉は今も、彼が扱うデータのなかで最も読み解くのが難しい。

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