^{De una metáfora sobre los destellos de la actividad neuronal a una técnica de frontera capaz de controlar con precisión la actividad eléctrica neuronal: breve historia de la optogenética, reconocida con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026.}

¿Y si pudiéramos encender y apagar neuronas con luz? Durante mucho tiempo, este cuestionamiento habría parecido de ciencia ficción; hoy no lo es.

Sabemos que la actividad neuronal (cerebral) ocurre por medio de fenómenos eléctricos y químicos que, por su misma naturaleza, permanecen invisibles para nuestros ojos. No obstante, desde hace décadas, con el advenimiento de la neurociencia, hemos usado la luz como metáfora para representar lo que sucede dentro del cerebro: redes neuronales atravesadas por destellos que aparecen y desaparecen mientras recordamos, pensamos, sentimos o nos movemos. Lo verdaderamente extraordinario es que dicha imagen metafórica se convirtió, a principios del siglo XXI, en una posibilidad científica.

El pasado 5 de octubre de 2026 fue un día especial para la neurociencia: el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue otorgado a Karl Deisseroth, Georg Nagel y Peter Hegemann por sus descubrimientos, que permitieron el surgimiento y desarrollo de la optogenética. Esta tecnología permite controlar, con una precisión sin precedentes, la actividad de neuronas mediante la luz y estudiar cómo determinados circuitos participan en funciones relacionadas a las emociones, la conducta y la memoria.

Una idea antes de que existiera la optogenética

En 1940, el neurofisiológo Charles S. Sherrington empleó una extraordinaria analogía para describir la actividad neuronal; imaginó al cerebro como un telar encantado en el que millones de elementos se activan y entrelazan para producir patrones cambiantes. La comparación resultaba relevante porque intentaba representar fenómenos que no se podían observar directamente: la actividad de redes neuronales que se comunican entre sí.

Casi cuatro décadas depués, Francis Crick señaló la necesidad de contar con una tecnología que permitiera inactivar o activar selectivamente un grupo de neuronas sin alterar el ambiente de las demás. Posteriormente, imaginó que la luz podría convertirse en la herramienta ideal para controlar poblaciones neuronales con una característica genética común, que permitiera estudiar su función. Lo que parecía una metáfora revolucionaria terminaría convitiéndose en una realidad.

La historia de la optogenética: del alga al cerebro

El protagonista de la historia de la optogenética es un pequeño organismo unicelular de apenas 10 milésimas de milímetro de diámetro: el alga verde Clamydonomas reinhardtii. Entre las décadas de 1980 y 1990, Peter Hegeman y Georg Nagel estudiaban cómo esta alga detectaba la luz y se desplazaba hacia ella. Posteriormente, sus investigaciones dieron lugar al descubrimiento de proteínas fotosensibles conocidas como opsinas, entre ellas la canalrodopsina, una proteína capaz de modificar el flujo de iones a través de la membrana celular cuando recibe luz.

Fue justo en este escenario que surgió una pregunta provocadora: ¿podría una proteína sensible a la luz hacer que una neurona, una célula animal, respondiera a la luz? La respuesta fue sí.

Karl Deisseroth contribuyó a convertir las opsinas en herramientas para controlar la actividad eléctrica neuronal. En 2005, demostró que la canalrodopsina-2 expresada en la membrana celular de la neurona podía emplearse para activar a esta célula con luz, específicamente luz azul. Con ello, fue posible desarrollar estrategias para controlar poblaciones neuronales en biomodelos animales.

Fue así como nació y empezó a consolidarse la optogenética, que echa mano de avances en varias disciplinas. La genética y la biología molecular permiten el uso de un virus diseñado para insertar la canalrodopsina en las neuronas y que estas la expresen y la coloquen en su membrana. La óptica permite el diseño de dispositivos especiales para excitar la proteína con longitudes de onda específicas; y la neurofisiología orquesta a las anteriores para que la aplicación de la tecnología en la neurona sea efectiva.

La optogenética permite el control específico de la actividad eléctrica de neuronas mediante estímulos luminosos en el orden de milisegundos, ofreciendo una alta resolución temporal y espacial. En el 2010, esta tecnología fue descrita como una herramienta fundamental para el futuro de la humanidad.

La optogenética transformó la neurociencia

Durante mucho tiempo, los neurocientíficos pudieron notar que ciertas regiones cerebrales se activaban durante determinadas conductas. En ese escenario, se cuestionaban: ¿qué neuronas específicas están activas cuando ocurre esto? Sin embargo, observar una asociación no necesariamente permite demostrar causalidad.

Entonces, la optogenética permitió preguntarnos: ¿qué ocurre si activamos específicamente estas neuronas? o ¿qué ocurre si inhibimos su actividad? Su capacidad de intervenir selectivamente sobre poblaciones neuronales permitió estudiar con mayor presición las relaciones causales entre la actividad neuronal, los circuitos cerebrales y la conducta.

La optogenética ha abierto una ventana al entendimiento de las funciones de circuitos neuronales complejos relacionados con la percepción, el movimiento, la memoria, las emociones y la motivación, entre otros procesos. También ha permitido investigar fenómenos como la diferenciación neuronal, el comportamiento de las neuronas, los circuitos que regulan el apetito por el sodio, las bases nerviosas de la alimentación compulsiva, los mecanismos de aprendizaje y memoria espacial, y los circuitos relacionados con el comportamiento social.

Además, esta tecnología ha abierto nuevas posibilidades para comprender las alteraciones del sistema nervioso y explorar posibles estrategias terapéuticas.

En ciencia, no siempre es posible anticipar qué aplicaciones tendrá un descubrimiento. Muchas veces, comprender un mecanismo fundamental abre oportunidades que nadie puede predecir cuando se inicia la investigación. En el caso particular de la optogenética, estas oportunidades han permitido el desarrollo de estudios que abren paso a explorar su posible aplicación en enfermedades neurológicas y sensoriales.

Sin embargo, es importante precisar que el puente entre los resultados experimentales y las posibles aplicaciones clínicas no guardan una relación lineal. Gran parte de estas estrategias continúa en desarrollo y la mayor parte del conocimiento generado gracias a la optogenética se ha obtenido en animales de laboratorio, no en seres humanos.

Otra de las preguntas que volvió a surgir con este Premio Nobel es: ¿podremos algún día tratar el cerebro con luz? La respuesta requiere cautela: el éxito de la optogenética no significa que actualmente podamos “controlar el cerebro humano con luz”. Su principal aportación ha sido la comprensión de los circuitos neuronales en determinadas funciones. En un escenario remoto del uso de la optogenética en el cerebro humano estarían implicados importantes desafíos biológicos, tecnológicos y éticos que merecerían ser discutidos.

En la actualidad, la optogenética continúa floreciendo. Tan solo hace seis años, 45 laboratorios de todo el mundo cooperaron para crear una base de datos de experimentos de optogenética en primates no humanos. En la misma semana en que se anunció el Premio Nobel, el New England Journal of Medicine publicó un estudio en el que el uso de la optogenética permitió tratar, en una fase experimental temprana, la retinitis pigmentosa. Esta es una muestra de la vigencia de la optogenética y, posiblemente, del inicio su aplicación clínica, que hace una década parecía muy lejana.

Quizá lo más fascinante de la historia de la optogenética es que comenzó como una metáfora mucho antes de que la tecnología la hiciera realidad. Aquella idea que parecía lejana se convirtió en una herramienta experimental capaz de activar o inhibir redes neuronales con una precisión extraordinaria.

Hoy, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 reconoce una de las transformaciones más fascinantes de la neurociencia.