Controlar las neuronas con luz: el avance que lleva a tres científicos al Nobel de Medicina

Karl Deisseroth, del Instituto Médico Howard Hughes de la Universidad de Stanford (EEUU), Peter Hegemann, de la Universidad Humboldt de Berlín (Alemania), y Georg Nagel, de la Universidad de Würzburg (Alemania), han sido galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 por sus descubrimientos que hicieron posible la optogenética, una técnica que permite activar o desactivar con luz la actividad de células nerviosas individuales en un cerebro vivo.

«Los galardonados han sentado las bases de una nueva era en la neurociencia», destaca la Academia Nobel, que subraya que esta tecnología ya se utiliza en laboratorios de todo el mundo para desentrañar algunos de los grandes misterios del cerebro.

La optogenética permite estudiar, con un nivel de precisión hasta ahora inalcanzable, cómo determinadas células nerviosas intervienen en procesos como la memoria, las emociones y el comportamiento en un cerebro vivo. Peter Hegemann y Georg Nagel descubrieron una proteína extraordinaria, la canalrodopsina, presente en un alga unicelular, mientras que Karl Deisseroth logró convertir este hallazgo en una especie de interruptor controlado por luz para las células nerviosas.

«La optogenética ofrece oportunidades para mapear el cerebro de una manera que antes solo podíamos soñar», señala Per Svenningsson, presidente del Comité Nobel de Fisiología o Medicina.

La posibilidad de que este conocimiento se traduzca en nuevos tratamientos médicos comienza además a hacerse realidad. La optogenética ha permitido avanzar en la comprensión de los mecanismos implicados en trastornos psiquiátricos y neurológicos como la depresión, la ansiedad, la esquizofrenia, la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.

Más de 25 años investigando

Según explican, todo comenzó con la curiosidad de Peter Hegemann quien se preguntaba cómo el alga unicelular ‘Chlamydomonas’ era capaz de nadar hacia una fuente de luz. A principios de la década de 2000, él y Georg Nagel descubrieron la canalrodopsina, una proteína de algas con propiedades únicas, que se encuentra en la superficie de la célula. Cuando se ilumina con luz azul, se abre un canal a través de la proteína. Los iones cargados fluyen entonces hacia el interior de la célula, creando un impulso eléctrico. Descubrieron que, independientemente de la célula en la que introdujeran la proteína, estas se volvían sensibles a la luz.

Karl Deisseroth introdujo el gen de la rodopsina de canal en células nerviosas de ratas. Al iluminar las células con luz azul, logró activar una señal nerviosa. Publicó este descubrimiento en 2005. Dos años después, consiguió que este mecanismo de activación de las células nerviosas mediante luz funcionara en el cerebro de ratones vivos.

Este método para controlar las señales nerviosas mediante la luz se denomina ahora optogenética y ha alcanzado rápidamente un gran impacto a nivel mundial. Gracias a la optogenética, los investigadores han podido descubrir circuitos neuronales que rigen recuerdos, sentimientos y comportamientos específicos relevantes para trastornos neurológicos y psiquiátricos. En medicina clínica, los investigadores están utilizando este método para intentar restaurar la visión en personas con discapacidad visual.

Neurociencia

La capacidad de activar tipos específicos de células nerviosas en el cerebro ha transformado radicalmente nuestra comprensión de este increíble órgano. Un cerebro humano adulto posee alrededor de 90 mil millones de células nerviosas, cada una de las cuales establece miles de conexiones con otras. En muchos casos, la vía neuronal de una célula se extiende hasta una zona completamente distinta del cerebro, mientras que las células nerviosas que regulan funciones físicas totalmente diferentes pueden estar estrechamente interconectadas.

Gracias a la optogenética, los investigadores ahora pueden descubrir con precisión qué células nerviosas de un complejo haz controlan las distintas funciones cerebrales. Por ejemplo, han identificado circuitos neuronales que regulan la sensación de dolor, los comportamientos sociales, la sed, el consumo de alimentos, la recompensa y la atención. También han encontrado células nerviosas responsables de diversas funciones, desde el control del ritmo circadiano hasta la aparición de fiebre cuando se activa el sistema inmunitario.

Cuando los investigadores estudiaron comportamientos más complejos, como la forma en que los ratones cuidan a sus crías, descubrieron que los distintos componentes de un comportamiento pueden ser controlados por circuitos neuronales independientes. Un circuito rige, por ejemplo, cómo los ratones reúnen a sus crías en un nido, y otro regula la forma en que las acicalan.

La optogenética también puede utilizarse para mapear el sistema nervioso y las funciones celulares fuera del cerebro. Deisseroth ha demostrado que el ritmo cardíaco puede afectar nuestras emociones; si el corazón se ve obligado a trabajar más, esto puede intensificar la ansiedad. Otros investigadores han identificado células específicas en el intestino que pueden explicar por qué algunas personas prefieren el azúcar a los edulcorantes, por mencionar solo algunos ejemplos.