Durante décadas, uno de los grandes desafíos de la neurociencia fue determinar qué hacen grupos específicos de neuronas dentro de circuitos extraordinariamente complejos. La optogenética cambió ese escenario al combinar genética y fotónica para introducir proteínas sensibles a la luz en células seleccionadas y controlar su actividad mediante estímulos luminosos. Dependiendo de la opsina utilizada, es posible activar o inhibir neuronas con una precisión temporal de milisegundos, permitiendo estudiar no solo qué células están asociadas a una función, sino también si su actividad es necesaria o suficiente para producirla [1,2].

La historia comenzó lejos del cerebro. En algas verdes como Chlamydomonas reinhardtii se identificaron proteínas capaces de responder directamente a la luz y modificar el flujo de iones a través de la membrana. Entre ellas destacó la channelrhodopsin-2, caracterizada por Peter Hegemann, Georg Nagel y colaboradores, que demostró ser un canal catiónico activado por luz [3]. El hallazgo adquirió una nueva dimensión cuando estas proteínas fueron expresadas en células excitables: en 2005, el equipo de Karl Deisseroth mostró que ChR2 permitía controlar la actividad de neuronas de mamíferos con una precisión de milisegundos, mientras investigaciones de Nagel demostraron que podía desencadenar respuestas conductuales en animales vivos [4,5].

Ese recorrido científico fue reconocido con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026, otorgado a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por sus descubrimientos relacionados con los canales iónicos activados por luz y la optogenética. Deisseroth, médico y neurocientífico estadounidense, es profesor de bioingeniería y de psiquiatría y ciencias conductuales en Stanford University e investigador del Howard Hughes Medical Institute de Estados Unidos. Hegemann, fisiólogo y biofísico alemán, desarrolla su actividad académica en la Humboldt-Universität zu Berlin, mientras Nagel, de la misma nacionalidad, ha desarrollado gran parte de su carrera en la Universidad de Würzburg. El reconocimiento distingue así tres trayectorias que convergieron para convertir una propiedad biológica observada en organismos simples en una tecnología capaz de interrogar circuitos neuronales complejos.

Aunque nació como una herramienta experimental, la optogenética ha ampliado progresivamente sus posibilidades hacia escenarios terapéuticos. La capacidad de modular selectivamente circuitos neuronales ha permitido investigar mecanismos relacionados con epilepsia, adicción, memoria, conducta y enfermedades neurológicas y psiquiátricas, además de impulsar estrategias destinadas a restaurar la función visual mediante células modificadas genéticamente para responder a la luz [6,7]. Sin embargo, el tránsito hacia la medicina plantea desafíos importantes, entre ellos introducir de manera segura los genes que codifican las opsinas, llevar la luz hasta las células seleccionadas, mantener la especificidad celular y establecer condiciones adecuadas de seguridad y regulación [8].

Dos décadas después de los experimentos que definieron el campo, la tecnología continúa evolucionando hacia opsinas más sensibles, nuevos espectros de activación, mayor precisión espacial y temporal y sistemas capaces de controlar distintos procesos celulares. También se exploran aplicaciones fuera de la neurociencia y estrategias para acercar estas herramientas a la práctica clínica, particularmente en restauración de la visión [9]. El potencial resulta especialmente atractivo porque la misma lógica que permitió encender y apagar una neurona con luz podría, en el futuro, utilizarse para intervenir circuitos alterados por una enfermedad con una precisión difícil de alcanzar mediante tratamientos convencionales.

El Nobel 2026 representa, por tanto, mucho más que el reconocimiento de una técnica de laboratorio. La optogenética modificó la manera de estudiar el sistema nervioso al transformar la actividad neuronal en algo que puede ser manipulado con una precisión extraordinaria. El siguiente paso será demostrar cuánto de ella puede trasladarse de los modelos experimentales a los pacientes.

La pregunta ya no es solamente qué ocurre cuando una neurona se enciende o se apaga, sino si algún día podremos utilizar esa capacidad para corregir, de manera selectiva y segura, los circuitos que funcionan de manera anómala.

Referencias:
[1] Deisseroth K. Optogenetics. Nat Methods. 2011 Jan;8(1):26-9.
[2] Fenno L, Yizhar O, Deisseroth K. The development and application of optogenetics. Annu Rev Neurosci. 2011;34:389-412.
[3] Nagel G, Szellas T, Huhn W, Kateriya S, Adeishvili N, Berthold P, Ollig D, Hegemann P, Bamberg E. Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel. Proc Natl Acad Sci U S A. 2003 Nov 25;100(24):13940-5.
[4] Boyden ES, Zhang F, Bamberg E, Nagel G, Deisseroth K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nat Neurosci. 2005 Sep;8(9):1263-8.
[5] Nagel G, Brauner M, Liewald JF, Adeishvili N, Bamberg E, Gottschalk A. Light activation of channelrhodopsin-2 in excitable cells of Caenorhabditis elegans triggers rapid behavioral responses. Curr Biol. 2005 Dec 20;15(24):2279-84.
[6] Vong L, Ye C, Yang Z, Choi B, Chua S Jr, Lowell BB. Leptin action on GABAergic neurons prevents obesity and reduces inhibitory tone to POMC neurons. Neuron. 2011 Jul 14;71(1):142-54.
[7] Zhou Y, Wei Y, Li L, Yan T, Ye H. Optogenetics in medicine: innovations and therapeutic applications. Curr Opin Biotechnol. 2025 Apr;92:103262.
[8] White M, Mackay M, Whittaker R. Taking Optogenetics into the Human Brain: Opportunities and Challenges in Clinical Trial Design. Open Access J Clin Trials. 2020 Aug 25;2020:33-41.
[9] Duan X, Zhu M, Gao S. Two Decades of Optogenetic Tools: A Retrospective and a Look Ahead (Advanced Genetics 3/06). Adv Genet (Hoboken). 2025 Sep 30;6(3):70013.