Este lunes 5 de octubre se anunció que el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 fue otorgado a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por descubrimientos que permitieron desarrollar la optogenética, una técnica que utiliza proteínas sensibles a la luz para activar o inhibir células específicas y que transformó la forma en que la ciencia estudia el cerebro.
La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska anunció que los tres científicos fueron reconocidos “por sus descubrimientos sobre canales iónicos activados por luz y optogenética”.
El avance que se les reconoce con el preciado premio hizo posible algo que durante décadas parecía fuera del alcance de la neurociencia, elcontrolar con enorme precisión la actividad de grupos determinados de neuronas dentro de circuitos complejos y observar cómo esas intervenciones modifican funciones como movimiento, memoria, emociones o conducta.
Origen del descubrimiento
Peter Hegemann investigaba desde hace décadas el comportamiento de Chlamydomonas reinhardtii, un alga unicelular que puede orientarse según la luz.
En una primera fase, los estudios mostraron que esa respuesta era extraordinariamente rápida, y posteriormente, el trabajo permitió identificar proteínas sensibles a la luz vinculadas directamente con el paso de iones a través de la membrana celular.
A comienzos de los años 2000, Hegemann y sus colaboradores identificaron secuencias correspondientes a estas proteínas. La colaboración posterior con Georg Nagel permitió demostrar experimentalmente que funcionaban como verdaderos canales iónicos activados por luz.
En 2002 se obtuvo evidencia directa para la channelrhodopsin-1 o ChR1 y, al año siguiente, el equipo caracterizó la channelrhodopsin-2 o ChR2, capaz de responder a la luz y permitir rápidamente el ingreso de iones a la célula.
Ese descubrimiento entregó a la neurociencia una pieza fundamental: una proteína que podía actuar simultáneamente como detector de luz y canal iónico. El siguiente desafío fue comprobar si esa misma propiedad podía utilizarse para controlar células nerviosas. En ese punto fue fundamental el trabajo de Karl Deisseroth y su laboratorio en la Universidad de Stanford.
Los investigadores introdujeron channelrhodopsin-2 en neuronas y demostraron que pulsos de luz azul podían generar potenciales de acción -las señales eléctricas que permiten funcionar a las células nerviosas- con precisión de milisegundos.
El Comité del Nobel consideró esa demostración un hito central en el nacimiento de la optogenética.
¿Qué es la optogenética?
En cuanto al término “optogenética”, este comenzaría a utilizarse poco después del hallazgo científico para describir la combinación de herramientas genéticas que permiten seleccionar determinadas células con técnicas ópticas capaces de controlar su actividad mediante luz.
En términos sencillos, la técnica permite convertir determinadas células en sensibles a la luz. Para esto, primero se introduce en ellas la información genética necesaria para producir proteínas como las channelrhodopsins. Una vez presentes en su membrana, estas proteínas pueden reaccionar ante determinados colores o longitudes de onda.
De este modo, al iluminar las células, los canales se abren y modifican su actividad eléctrica. Esto permite a los investigadores activar determinados grupos de neuronas y, mediante otras proteínas desarrolladas posteriormente, también inhibirlos.
Cabe destacar que la gran ventaja de esta técnica está en la precisión. En esta línea debemos tomar en cuenta que el cerebro humano contiene decenas de miles de millones de neuronas que trabajan formando circuitos extremadamente complejos. A modo de ejemplo, dos células situadas cerca una de otra pueden participar en funciones completamente diferentes.
En este contexto, las herramientas anteriores al descubrimiento de la optogenética permitían registrar actividad cerebral, estimular regiones relativamente amplias o estudiar correlaciones entre una actividad y una conducta. Sin embargo, la optogenética permitió intervenir sobre tipos celulares y circuitos mucho más específicos y hacerlo en escalas temporales comparables con la propia actividad neuronal.
Esta diferencia cambió profundamente el tipo de preguntas que pueden responder los científicos. Ello, porque si durante años una región cerebral se activaba simultáneamente con determinada conducta, eso permitía establecer una asociación. Ahora, con la optogenética es posible activar o silenciar selectivamente ciertas neuronas y observar si la conducta aparece, desaparece o cambia.
Por esta vía se han estudiado circuitos involucrados en sueño y vigilia, memoria, miedo, ansiedad, recompensa, movimiento y distintas formas de comportamiento.
Uno de los primeros experimentos in vivo, por ejemplo, permitió activar neuronas productoras de orexina en el hipotálamo de animales y demostrar directamente su participación en las transiciones desde el sueño hacia la vigilia.
Otros trabajos lograron identificar poblaciones neuronales que participan en la formación de recuerdos y mostraron que su activación podía desencadenar la recuperación de una memoria determinada en modelos animales. advanced-medicineprize2026
Investigaciones posteriores utilizaron estas herramientas para separar circuitos relacionados con recompensa, aversión, miedo y conductas semejantes a la ansiedad en animales. advanced-medicineprize2026
Una nueva era en neurociencia
El Comité Nobel, al anunciar y justificar el premio, sostiene que esta tecnología transformó la neurociencia desde una disciplina que principalmente observaba y “leía” la actividad cerebral hacia una capaz también de intervenir sobre ella y determinar relaciones causales entre circuitos neuronales, comportamiento, emociones y cognición. advanced-medicineprize2026
En otras palabras, abrió una nueva manera de investigar cómo funciona el cerebro.
No obstante, la investigación comenzó preguntándose cómo un alga responde a la luz y décadas después, las proteínas descubiertas durante ese proceso están permitiendo estudiar circuitos cerebrales con una precisión antes impensada.
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La optogenética en seres humanos
La mayor parte del desarrollo de esta tecnología se ha realizado en investigación básica y modelos animales, sin embargo, existen algunas aplicaciones clínicas experimentales.
Uno de los campos más avanzados es la restauración de visión en enfermedades degenerativas de la retina. Uno de esos casos es la retinitis pigmentosa, que provoca una pérdida progresiva de los fotorreceptores, las células encargadas normalmente de detectar luz. Para esta patología, una posible estrategia consiste en introducir proteínas sensibles a la luz en otras células retinales que sobreviven a la enfermedad.
Los primeros estudios demostraron que esta estrategia podía devolver sensibilidad a la luz en modelos animales. Posteriormente, investigadores introdujeron una channelrhodopsin modificada en células retinales de una persona ciega con retinitis pigmentosa y utilizaron anteojos especiales capaces de proyectar estímulos luminosos adecuados.
Según el documento científico del Nobel, ese paciente consiguió una recuperación parcial y prolongada de determinadas funciones visuales y volvió a distinguir objetos de alto contraste. Actualmente existen varios ensayos clínicos que investigan abordajes optogenéticos para retinitis pigmentosa.
Es importante precisar que la técnica de la optogenética requiere hacer que células específicas produzcan proteínas sensibles a la luz y, además, conseguir que esa luz llegue con precisión al tejido que se pretende modificar. Eso implica desafíos asociados a terapia génica, administración de vectores, acceso a estructuras profundas, seguridad y efectos a largo plazo.
Por ahora, su aporte más importante sigue estando en investigación, en comprender qué circuitos participan en distintas funciones y enfermedades puede revelar nuevos blancos para medicamentos, estimulación cerebral u otras terapias futuras.
Tres científicos y una cadena de descubrimientos
Karl Deisseroth es investigador del Howard Hughes Medical Institute y profesor en la Universidad de Stanford, en Estados Unidos. En tanto, Peter Hegemann trabaja en la Universidad Humboldt de Berlín y Georg Nagel en la Universidad de Würzburg, ambos en Alemania.
Sus contribuciones corresponden a distintas etapas de una historia científica que terminó convergiendo. Hegemann estudió los mecanismos con los que las algas responden a la luz; su trabajo junto a Nagel permitió establecer la naturaleza y funcionamiento de las channelrhodopsins; posteriormente, Deisseroth y sus colaboradores convirtieron estas proteínas en una herramienta capaz de controlar la actividad de neuronas mediante luz.
El resultado fue la optogenética, hoy utilizada en laboratorios de neurociencia de todo el mundo.
El documento científico publicado por el Comité Nobel sostiene que esta herramienta permitió a los investigadores pasar de observar la actividad cerebral a intervenir sobre ella con precisión suficiente para estudiar qué circuitos producen determinados efectos.
Fuentes utilizadas en este artículo:
- Nobel Assembly at Karolinska Institutet. Comunicado oficial del Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026.
- Nobel Prize. Información divulgativa sobre el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026.
La información publicada es de carácter orientativo y no reemplaza la consulta, diagnóstico o tratamiento indicado por un profesional de la salud.
