El Premio Nobel de Medicina de 2026 ha recaído en Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por los descubrimientos que hicieron posible la optogenética: una técnica que permite activar o desactivar neuronas concretas dentro de un cerebro vivo mediante pulsos de luz.

Ilustración de Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach https://nobelprize.qbank.se/mb/?h=034ee7794a79a7ea02978c5f4c0b2d83

Básicamente estos tres científicos han logrado crear un interruptor que se pulsa con luz y que permite activar neuronas a voluntad. Vamos a ver exactamente en qué consiste la optogenética y porqué es algo revolucionario. Ya os adelantamos que es, de manera análoga a CRISPR, una tecnología que ha cambiado, en este caso, la investigación del cerebro.

¿Para qué valen los descubrimientos científicos?

Como ya os hemos comentado alguna vez, es frecuente que cuando le cuentas un nuevo hallazgo a alguien que no es del mundo de la ciencia, lo primero que te dice es “y eso, ¿para qué vale?”. La respuesta muchas veces debe ser “pues aún no se sabe”. La historia de este premio Nobel viene también de descubrimientos que, a priori, pueden parecer que no valen para nada “útil”.

En 1838 el naturalista alemán Christian Ehrenberg describió el género de algas unicelulares Chlamydomonas. Unos años después, en 1866, el ruso Andrei Famintzin descubrió que estas algas presentaban fototaxia, es decir, que se movían respondiendo a estímulos luminosos. Vale, un descubrimiento de un bicho unicelular que se mueve hacia la luz. Y eso, ¿nos aporta algo? Pues así de primeras parece que no, pero tenemos a nuestro alrededor mentes inquietas que se preocupan por cómo funcionan las cosas. A uno de los premiados, Hagemann le llamaba la atención que un organismo unicelular, es decir, sin ojos ni ningún tipo de órgano sensorial, podía captar la luz y orientar su movimiento hacia ella.

Primeros dibujos y descripciones del género de algas Chlamydomonas

En los años 90 Hegemann, en la Humboldt University de Berlin, y Nagel, en la Universidad de Würzburg, descubrieron que Chlamydomonas reinhardtii, reacciona a la luz de una manera rapidísima, en unos microsegundos. A partir de aquí intentaron identificar el mecanismo por el que lo hacía y descubrieron una proteína llamada canalrodopsina (channelrhodopsin, ChRs), sensible a la luz. Esta proteína contiene retinaldehído, que es una molécula que es capaz de absorber la luz. Cuando absorbe la luz, cambia la forma de la proteína, que se encuentra en la membrana de la célula y provoca así la apertura de un canal. A través de ese canal pasan iones cargados, lo que genera una señal eléctrica. Y vieron que podían “poner” ese canal en cualquier célula y esta se hacía sensible a la luz.

Ilustración de © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén. (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/)

A lo mejor muchos no veis la importancia de este mecanismo… pero puede que a algunos os haya recordado a algo. ¿Recordáis cómo funcionan las neuronas? Lo que hacen es transmitir un impulso eléctrico de unas otras. Y ese impulso eléctrico lo generan por medio de el movimiento de iones de un lado a otro de sus membranas… ¡el mismo mecanismo del alga para reaccionar a la luz y moverse!

El tercer galardonado con el Nobel, Karl Deisseroth, de la Universidad de Stanford, nuestro tercer premiado fue al que se le ocurrió para qué valía esa proteína descubierta en nuestra pequeña alga, como os contamos en el siguiente punto.

Por si alguien es muy curioso y quiere leer todo lo que se sabe sobre Chlamydomonas, aquí tenéis una revisión excelente.

El nacimiento de la optogenética

Deisseroth buscaba en su laboratorio cómo controlar las células nerviosas. Os ponemos en sus propias palabras cómo surgió la idea de usar la channelrhodopsin para ello:

“Pensé que quizá podría controlar solo las células dopaminérgicas o solo las serotoninérgicas insertándolas un gen concreto. Pero no sabía qué funcionaría mejor, de modo que probé a insertar distintos tipos de genes en neuronas.

Algunos de los genes que probé eran bastante convencionales: genes de mamíferos que, a mi juicio, podían afectar a la actividad de las neuronas. Pero uno procedía de un alga unicelular, un microbio que convierte la luz en energía. Ese gen codificaba una proteína activada por la luz, llamada canalrodopsina-2, que Peter Hegemann y Georg Nagel habían identificado unos años antes.

Pensé que merecía la pena intentarlo. Era el que tenía menos probabilidades de funcionar, pero ¿por qué no probarlo? Y, sorprendentemente, fue el que funcionó. Los genes de menor riesgo no funcionaron, y este gen de un microbio unicelular sí lo hizo.”

Publicó sus resultados en 2005: al iluminar esas neuronas modificadas con luz azul, se activaban y disparaban señales. Es decir, Deisseroth había logrado “ponerle un interruptor” a las neuronas (de ratas). Un interruptor que, además, se pulsa de una manera muy sencilla, simplemente iluminándolo con luz azul. Unos años después, logró también introducir con éxito este interruptor en los cerebros de ratones vivos. Ya no era solo un experimento en células en cultivo. Había dado el salto a lograrlo en modelos animales.

Nuevamente lo explica el propio Deisseroth: “Fue un experimento muy visible y fácil de entender. El lado derecho del cerebro controla el lado izquierdo del cuerpo y la atención hacia el lado izquierdo del mundo. Colocamos una fibra óptica en la parte derecha de la corteza motora de un ratón, la zona que controla el movimiento, y, cuando accionamos el interruptor, el ratón empezó de inmediato a dar vueltas hacia la izquierda. Y en cuanto apagamos la luz del láser, se detuvo y nos miró, como si no hubiera pasado nada.

Ilustración de © The Nobel Committee for Physiology or Medicine. Ill. Mattias Karlén. (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2026/press-release/)

Así nació la optogenética, palabra formada por la unión de los lexemas de óptica, lo relativo a la luz, y de genética.

La importancia de la optogenética

En pocas palabras, la optogenética ha abierto una nueva era en la neurociencia. Ha supuesto una auténtica revolución a la hora de estudiar el cerebro, tanto sano como enfermo. El cerebro es un órgano muy especial. Consta de miles de millones de células que además son relativamente frágiles y que se relacionan entre ellas de una manera que no entendíamos bien. Hasta la llegada de la optogenética solo contábamos con fármacos o electrodos para estimular el cerebro y “ver qué pasaba”. Pero estas maneras de actuar sobre el cerebro son un poco burdas, no actúan sobre neuronas concretas, por lo que no nos permiten conocer con fineza los mecanismos cerebrales.

La optogenética es algo totalmente distinto. La optogenética permite activar neuronas concretas, hacerlo además con una alta precisión temporal e incluso inhibir neuronas de manera controlada. Y lo que es aún mejor, todo esto lo podemos hacer no solo en cultivos celulares, sino en animales vivos y ver cómo cambian sus conductas o acciones según estimules o inhibamos diferentes neuronas. Gracias a esta técnica, podemos saber cómo una parte del cerebro se comunica con otra, cómo son los circuitos de la memoria… en definitiva es una herramienta que nos ha permitido “mapear” el cerebro de una manera que no pensábamos que pudiéramos hacer tan pronto.

Imaginemos el cerebro como una gran ciudad, con miles de kilómetros de cables de luz y cruces de calles de cables y cruces. Hasta la llegada de la optogenética los científicos podían cortar la luz de un barrio entero o bloquear toda la ciudad. Con la optogenética se puede encender o apagar un semáforo concreto y ver exactamente qué atasco provoca.

Aplicaciones de la optogenética

El uso de la optogenética ha permitido identificar circuitos neuronales implicados en la depresión, el Parkinson, la esquizofrenia, la ansiedad, la adicción, la memoria o el autismo. En ratones, por ejemplo, Deisseroth y colaboradores identificaron circuitos clave en el Parkinson y lograron revertir síntomas en modelos animales; también estudiaron circuitos relacionados con la interacción social y con estados depresivos.

Ya hay ensayos clínicos sobre la optogenética, aunque todavía están en sus primeras fases. Así, por ejemplo, se está probando la optogenética para la pacientes con problemas en la retina. En uno de esos ensayos se introduce una proteína sensible a la luz en células nerviosas que permanecen en la retina cuando se han perdido los conos y los bastoncillos. De esta manera esas células nerviosas responden a la luz y pueden recuperar algo de capacidad visual.

Pero la optogenética no tiene aplicaciones exclusivas en el cerebro. También se puede emplear en otros órganos. Así, se puede aplicar a células cardíacas y pancreáticas, por ejemplo y podría ser combinada con la terapia génica, para dirigirla de manera muy específica. Veremos en un futuro no muy lejano nuevas aplicaciones de esta maravillosa técnica.

El lado humano

No queremos acabar este post sin mostraros también un poco del lado humano de uno de los galardonados. A pesar de recibir llamadas de todo el mundo durante la madrugada en que se conoció que había sido galardonado con el Premio Nobel, Deisseroth no dejó de hacer las tareas domésticas de las que se encarga habitualmente. Aquí podéis ver una foto preparando bocadillos para sus hijos: preparar los bocadillos escolares de sus hijos.

Foto de Margarita Gallardo (https://med.stanford.edu/news/all-news/2026/10/deisseroth-nobel-prize.html)

Aquí os dejamos el momento en el que Deisseroth les comunica a sus hijos la noticia de que le han concedido el Premio Nobel. Atentos a los Legos que hay en la estantería.

Por cierto, es importante mencionar también que la mujer de Deisseroth, Michelle Monje-Deisseroth, es también una gran científica. Es profesora de neurooncología pediátrica en Stanford y dirige un laboratorio centrado en los gliomas, unos tumores cerebrales especialmente agresivos. De hecho, en algunos foros se dice que tampoco sería extraño que en un futuro le concedieran a ella misma el Premio Nobel.

Nota: Las declaraciones entrecomilladas de Deisseroth se han extraído del artículo de El Confidencial “Cómo usar la luz para controlar las células cerebrales: explicado por Karl Deisseroth, flamante ganador del Nobel”, que a su vez las recoge del podcast The Conversation Weekly