El interruptor de luz que cambió la forma de estudiar el cerebro y las neuronas

Durante décadas, los científicos pudieron observar la actividad del cerebro y estimular determinadas regiones, pero tenían grandes dificultades para determinar qué células intervenían exactamente en un recuerdo, un movimiento o una conducta. La optogenética modificó ese escenario al permitir controlar neuronas seleccionadas utilizando luz.

El avance fue reconocido este lunes con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026, otorgado a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel. El Instituto Karolinska destacó que sus descubrimientos sentaron las bases de una nueva etapa en la neurociencia al permitir estudiar cómo las células nerviosas participan en la memoria, los sentimientos y los comportamientos en un cerebro vivo.

Cómo funciona el "interruptor" neuronal

La optogenética combina genética, biología molecular y luz. El primer paso consiste en introducir en determinadas células genes capaces de producir proteínas sensibles a la luz, conocidas como opsinas.

Cuando esas proteínas reciben una determinada longitud de onda, modifican el comportamiento eléctrico de la célula. De esta manera, algunas pueden utilizarse para activar una neurona y otras para inhibir su actividad.

Uno de los elementos fundamentales del desarrollo fue la canalrodopsina, una proteína descubierta en un alga unicelular llamada Chlamydomonas. Hegemann y Nagel estudiaron cómo ese organismo podía orientarse hacia la luz y descubrieron que la proteína abría un canal en la membrana celular cuando recibía luz azul, permitiendo el paso de iones.

Deisseroth llevó ese mecanismo al campo de la neurociencia. En 2005 logró introducir el gen de la canalrodopsina en neuronas de ratas y activar esas células mediante luz azul. Dos años después consiguió utilizar el sistema en cerebros de ratones vivos.

Por qué fue una revolución para la neurociencia

La principal ventaja de la optogenética es su precisión. La estimulación eléctrica convencional puede afectar a múltiples neuronas cercanas al mismo tiempo. En cambio, la modificación genética permite seleccionar determinados tipos de células y luego controlarlas con luz.

Además, la respuesta puede producirse en escalas de milisegundos, compatibles con la velocidad de la comunicación neuronal. Los investigadores pueden así activar o inhibir un circuito específico y observar qué ocurre inmediatamente después.

La técnica permitió estudiar circuitos relacionados con procesos tan diferentes como la memoria, el miedo, la recompensa, el movimiento y distintas enfermedades neurológicas y psiquiátricas.

Qué aportó al estudio de la memoria

Uno de los campos en los que la optogenética tuvo un impacto significativo es el estudio de la memoria.

Al poder manipular determinados circuitos neuronales en animales de laboratorio, los científicos pueden analizar qué grupos de células participan en la formación, almacenamiento y recuperación de determinados recuerdos.

La técnica permitió pasar de una pregunta general —qué zona del cerebro interviene en una función— a interrogantes mucho más precisos, como qué tipo de neuronas dentro de esa zona son necesarias para que ocurra determinado proceso.

Esto también abrió nuevas líneas de investigación sobre enfermedades que afectan la memoria y otros procesos cognitivos.

Del laboratorio a posibles tratamientos

Aunque la optogenética es fundamentalmente una herramienta de investigación, sus aplicaciones médicas comenzaron a explorarse.

Uno de los campos que despierta mayor interés es la recuperación de la visión. La Asamblea Nobel señaló que investigadores utilizan esta estrategia para intentar restaurar la función visual en personas con deterioro de la vista.

También existen investigaciones preclínicas sobre enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Sin embargo, muchos de estos trabajos todavía se desarrollan en modelos animales y no deben confundirse con tratamientos disponibles de manera general para pacientes.

Un descubrimiento que comenzó en un alga

La historia detrás del Nobel tiene un punto de partida llamativo. Una de las claves para controlar neuronas con luz surgió del estudio de un organismo microscópico que nada hacia las fuentes luminosas.

El descubrimiento de la canalrodopsina permitió transformar una característica natural de las algas en una herramienta para investigar el cerebro de animales vivos.

Así, una proteína sensible a la luz terminó convirtiéndose en una especie de interruptor neuronal, capaz de encender o apagar circuitos específicos y permitir a los científicos observar con una precisión inédita la relación entre actividad cerebral y comportamiento.

El Nobel de 2026 reconoce precisamente ese recorrido: tres científicos que ayudaron a convertir la luz en una herramienta para descifrar uno de los grandes interrogantes de la ciencia, cómo la actividad de miles de millones de neuronas da lugar a los recuerdos, las emociones y las conductas.