El cerebro bajo el poder de la luz

El Nobel de Fisiología o Medicina 2026 reconoce una revolución en la neurociencia

El pasado 5 de octubre de 2026, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue concedido al científico estadounidense Karl Deisseroth –de la Universidad de Stanford y el Instituto Médico Howard Hughes, en Estados Unidos– y a los investigadores alemanes Peter Hegemann –de la Universidad Humboldt de Berlín– y Georg Nagel –de la Universidad de Würzburg– por sus descubrimientos relacionados con los canales iónicos activados por luz y el desarrollo de la optogenética, una técnica que permite modificar mediante estímulos luminosos la actividad de determinados grupos de neuronas y estudiar su participación en diferentes funciones del sistema nervioso. El premio reconoce así no un medicamento concreto ni una terapia terminada, sino una plataforma experimental que modificó profundamente la manera de investigar el sistema nervioso.

La clave de esta historia comenzó en una microalga unicelular llamada Chlamydomonas reinhardtii, que necesita responder a la luz para orientarse en su entorno y posee proteínas capaces de detectar determinadas longitudes de onda. A comienzos de la década de 2000, Peter Hegemann, Georg Nagel y sus colaboradores estudiaron unas proteínas fotosensibles que terminarían siendo conocidas como canalrodopsinas. Su característica extraordinaria era que podían actuar como canales iónicos que se abrían directamente cuando recibían luz.

Para comprender la importancia del hallazgo, hay que recordar que las neuronas se comunican mediante cambios eléctricos y químicos. Si los investigadores podían introducir en una neurona una proteína que respondiera a la luz, en principio, podían convertir la iluminación en una especie de interruptor biológico. Al iluminar la célula, la proteína podía modificar el flujo de iones a través de la membrana y, con ello, alterar su actividad eléctrica. La canalrodopsina-2 demostró ser especialmente útil porque podía activarse rápidamente con luz y provocar corrientes eléctricas en células que normalmente no eran fotosensibles.

En 2005, el grupo de Karl Deisseroth, junto con Edward Boyden, Feng Zhang, Ernst Bamberg y Georg Nagel, demostró que la canalrodopsina-2 podía utilizarse para controlar neuronas de mamíferos con pulsos de luz. El estudio mostró que era posible estimular poblaciones neuronales definidas con una precisión temporal del orden de milisegundos, algo que los métodos tradicionales no permitían conseguir con la misma especificidad. Ese mismo año, otro trabajo de Georg Nagel y colaboradores mostró que la canalrodopsina-2 podía emplearse en el nematodo Caenorhabditis elegans para activar células musculares y neuronas mediante luz y producir respuestas conductuales rápidas. La importancia de estos experimentos fue demostrar que la herramienta no se limitaba a células aisladas, sino que podía utilizarse para manipular circuitos en organismos vivos y observar qué ocurría cuando determinadas células eran activadas directamente. Esto consolidó las bases de la técnica que terminaría siendo reconocida con el premio en cuestión este año.

Antes de la optogenética, los investigadores disponían de distintas técnicas para estimular o registrar actividad neuronal, pero muchas tenían dificultades para distinguir con precisión entre diferentes tipos de neuronas. La optogenética introdujo una posibilidad de combinar genética y luz para seleccionar determinadas células y modificar su actividad con una extraordinaria resolución espacial y temporal.

El procedimiento puede parecer sencillo en concepto, aunque, en realidad, requiere una compleja combinación de biología molecular, genética, neurociencia e ingeniería. Primero, se introduce en las células seleccionadas el material genético necesario para que produzcan una proteína sensible a la luz. Después, los investigadores utilizan una fuente luminosa para estimular esas células. Dependiendo de la proteína empleada, la luz puede activar o inhibir la actividad neuronal. De esta manera, los científicos pueden manipular circuitos concretos mientras registran simultáneamente cambios en la actividad cerebral, movimientos, memoria o conducta.

La importancia de la optogenética radica en que permite investigar relaciones de causa y efecto dentro de circuitos extremadamente complejos. Si una determinada población neuronal se activa durante una conducta, los investigadores pueden intervenir sobre esas células y comprobar si modificarlas altera realmente dicha conducta. Esto ha permitido estudiar los circuitos implicados en procesos, como el movimiento, la memoria, la recompensa, las emociones y diferentes alteraciones neurológicas y psiquiátricas; asimismo, explorar mecanismos relacionados con enfermedades como Parkinson, depresión, esquizofrenia y enfermedad de Alzheimer, entre otras. Así, comprender qué circuitos participan en una enfermedad puede ayudar a identificar nuevas dianas terapéuticas y mejorar otras estrategias de tratamiento.

¿Podría algún día utilizarse para tratar enfermedades del cerebro?

La posibilidad resulta fascinante, pero la ciencia todavía debe recorrer un camino considerable. Una de las grandes dificultades consiste en trasladar la precisión conseguida en modelos experimentales a un órgano humano extraordinariamente complejo. No basta con saber qué neuronas deben modificarse; también, hay que conseguir que la intervención alcance exclusivamente esas células, controlar con precisión la iluminación y garantizar que la modificación genética y la estimulación sean seguras. Por ello, buena parte de las aplicaciones neurológicas directas de la optogenética permanecen en fase experimental. Lo que sí está consolidado es su enorme valor como herramienta para descubrir cómo funciona el sistema nervioso, y su capacidad de manipular de manera causal la actividad de determinadas células es lo que convierte a la técnica en una de las herramientas más influyentes de la neurociencia moderna.

Más que premiar la idea de "controlar el cerebro con luz", el Nobel de Fisiología o Medicina 2026 reconoce una transformación mucho más profunda: haber proporcionado a la ciencia una manera de probar directamente cómo determinados circuitos neuronales producen funciones y conductas. La optogenética no ha resuelto todavía todos los misterios del cerebro ni se ha convertido en una terapia generalizada, pero sí cambió las preguntas que los investigadores pueden formular y, sobre todo, las herramientas con las que pueden intentar responderlas. Y, también, recuerda algo fundamental sobre la investigación científica: una transformación radical puede comenzar con una pregunta que, en apariencia, pertenece a un campo muy distinto. El estudio de una proteína fotosensible de una diminuta alga terminó proporcionando una herramienta capaz de modificar la investigación sobre el cerebro.