APUNTE.COM.DO.- La optogenética, una técnica que fusiona genética y pulsos de luz para activar o inhibir neuronas seleccionadas con precisión de milisegundos, fue reconocida este 5 de octubre con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026, otorgado a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel. La Academia destacó que sus investigaciones inauguraron una etapa de la neurociencia al permitir controlar células nerviosas individuales en un cerebro vivo.
Durante décadas, la ciencia pudo registrar la actividad cerebral y estimular regiones completas, pero enfrentaba dificultades para identificar qué células específicas participaban en cada decisión, recuerdo o movimiento. La optogenética transformó esa escala de observación al convertir la luz en un interruptor capaz de actuar sobre neuronas concretas y comprobar, con precisión temporal, cómo un circuito determinado interviene en una función del organismo.
El recorrido hacia este hallazgo comenzó a principios de los años 2000, cuando Hegemann y Nagel estudiaban la Chlamydomonas, un alga unicelular que se orienta hacia la luz. Identificaron allí la canalrodopsina, una proteína que abre un canal para el paso de iones al recibir luz azul. En 2005, Deisseroth incorporó su gen en neuronas de rata y logró activarlas con pulsos luminosos; dos años después aplicó el mecanismo en el cerebro de ratones vivos.
“La optogenética ofrece oportunidades para cartografiar el cerebro de una manera que antes solo podíamos imaginar”, afirmó Per Svenningsson, presidente del Comité Nobel de Fisiología o Medicina.
Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel ganaron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 por el desarrollo de la optogenética.
La técnica integra recursos de la genética, la biología molecular, la óptica y la neurociencia. El procedimiento inicia con la introducción, en células seleccionadas, de genes que codifican proteínas sensibles a la luz llamadas opsinas. Una vez que estas proteínas se expresan en las células, la iluminación con una longitud de onda específica modifica su actividad.
En las neuronas, esa respuesta puede provocar que la célula emita una señal eléctrica o que reduzca su actividad. Las canalrodopsinas, por ejemplo, permiten activar células con luz; otras opsinas se utilizan para inhibirlas. El control puede ocurrir en escalas de milisegundos, un intervalo compatible con la velocidad de la comunicación neuronal.
Para dirigir la luz al área de interés, los investigadores suelen emplear fibras ópticas, LED implantables u otros dispositivos. La selección genética previa permite que el estímulo alcance a una población celular concreta, en lugar de afectar indiscriminadamente a todas las neuronas de una zona.
Las opsinas empleadas en optogenética tienen antecedentes en microorganismos capaces de modificar el paso de iones a través de sus membranas cuando reciben luz. Hegemann y Nagel identificaron y caracterizaron proteínas de ese tipo, entre ellas la canalrodopsina. Posteriormente, Deisseroth demostró que podían utilizarse para intervenir en neuronas.
Ese avance resolvió una dificultad central de la investigación cerebral: estudiar el efecto de un tipo de célula sin alterar simultáneamente el funcionamiento de otras células cercanas. La estimulación eléctrica tradicional puede alcanzar múltiples neuronas a la vez; la optogenética permite delimitar mejor el circuito que se analiza.
Estudios en ratones analizaron cómo la estimulación luminosa de circuitos neuronales durante el sueño puede reforzar la memoria. (Imagen Ilustrativa Infobae)
La consolidación de la memoria es uno de los procesos estudiados con esta tecnología. Una investigación de la Universidad de Cornell, publicada en la revista Neuron, empleó la optogenética para intervenir durante el sueño de ratones en momentos específicos de la actividad cerebral.
El equipo siguió las denominadas ondas-ráfaga, señales eléctricas breves vinculadas con el traslado de información desde el hipocampo hacia la neocorteza. Cada una dura alrededor de 100 milisegundos. Cuando aparecía una de esas señales, los científicos estimulaban una región cerebral elegida y observaron que los animales retenían recuerdos que, sin esa intervención, solían perder después de algunas horas.
Los resultados también se registraron en ratones modificados para presentar déficits de memoria. El trabajo no supone un tratamiento disponible para pacientes, pero permite identificar con mayor precisión los mecanismos que participan en la formación y recuperación de recuerdos.
La investigación sobre la enfermedad de Alzheimer es otro de los campos en los que se utiliza la optogenética. Una revisión científica de Parsa Mirzayi, Parnian Shobeiri y otros autores, publicada en 2022, señaló que la técnica permite examinar cambios en la plasticidad sináptica y los circuitos neuronales, dos sistemas afectados en esta enfermedad neurodegenerativa.
Las investigaciones sobre la enfermedad de Alzheimer utilizan esta tecnología para examinar la plasticidad sináptica en modelos animales. (Imagen Ilustrativa Infobae)
El Alzheimer se asocia con la acumulación de beta-amiloide y proteína tau, además de alteraciones tempranas de las conexiones entre neuronas. La optogenética ayuda a estudiar esas fallas con precisión celular y temporal: permite activar, inhibir u observar redes implicadas en la memoria, sobre todo en el hipocampo, la corteza prefrontal y la corteza entorrinal.
En modelos animales, distintos experimentos han utilizado esta herramienta para explorar cómo se deterioran los circuitos y buscar posibles vías de intervención.
