Nobel de Medicina 2026 reconoce a tres científicos por desarrollar la optogenética
La técnica permite activar y desactivar neuronas mediante luz y ha permitido identificar circuitos vinculados con recuerdos, emociones, conductas y distintas funciones del organismo.
- Redacción AN / MDS
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026 fue concedido conjuntamente a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por la luz y la optogenética, una técnica que permite controlar con precisión la actividad de células nerviosas mediante estímulos luminosos.
La Asamblea Nobel del Instituto Karolinska informó este lunes que los tres científicos fueron reconocidos por desarrollar las bases de un método que permite estudiar cómo las neuronas intervienen en la formación de recuerdos, sentimientos y comportamientos en un cerebro vivo. El premio está dotado con 12 millones de coronas suecas, cantidad que será repartida por partes iguales entre los tres galardonados.
El reconocimiento fue otorgado “por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por la luz y la optogenética”, de acuerdo con el comunicado oficial del Nobel.
La optogenética permite activar o desactivar tipos específicos de neuronas utilizando luz. De acuerdo con el Comité Nobel, esta herramienta transformó la investigación del cerebro al permitir identificar circuitos neuronales relacionados con funciones y comportamientos concretos, algo que los métodos utilizados durante buena parte del siglo XX no podían demostrar con precisión.
“La optogenética brinda oportunidades para mapear el cerebro de una manera que alguna vez solo pudimos soñar”, afirmó Per Svenningsson, presidente del Comité Nobel de Fisiología o Medicina.
De un alga microscópica al estudio del cerebro
El trabajo reconocido comenzó con las investigaciones de Peter Hegemann sobre Chlamydomonas, un alga unicelular capaz de desplazarse hacia una fuente de luz.
A principios de la década de 1990, Hegemann, entonces en el Instituto Max Planck de Bioquímica, buscó explicar cómo este organismo podía responder a la luz con una velocidad inusualmente elevada. Sus experimentos mostraron que el alga generaba un impulso eléctrico apenas 0.5 milisegundos después de que la luz alcanzaba una estructura fotosensible en su superficie.
Hegemann planteó que una misma proteína podía cumplir dos funciones: captar la luz y actuar como un canal para el paso de iones. La hipótesis encontró escepticismo inicialmente, debido a que no se conocían canales iónicos capaces de responder directamente a la luz.
Años después, junto con Georg Nagel, consiguió identificar las proteínas responsables. Nagel introdujo genes de Chlamydomonas en células de rana, que comenzaron a producir las proteínas en su membrana. Al iluminarlas, los canales se abrían y permitían el paso de iones con carga, generando una señal eléctrica.
Las proteínas fueron denominadas channelrhodopsin-1 y channelrhodopsin-2. Esta última sería la pieza fundamental para el desarrollo posterior de la optogenética.
Los investigadores comprobaron además que al introducir el gen de channelrhodopsin-2 en células humanas de riñón y en células de riñón de hámster, estas adquirían sensibilidad a la luz y producían una señal eléctrica cuando eran iluminadas. Hegemann y Nagel publicaron sus resultados en 2003 y plantearon que la proteína podía utilizarse para generar impulsos eléctricos en células mediante la luz.
De células aisladas a cerebros vivos
El siguiente paso estuvo a cargo de Karl Deisseroth, quien combinó su formación médica y en neurociencia con el estudio de las enfermedades psiquiátricas.
Deisseroth buscaba comprender cómo funcionaban las células nerviosas en un cerebro vivo, después de considerar insuficientes para ese propósito los estudios realizados únicamente con cortes de tejido cerebral. Al conocer los trabajos de Hegemann y Nagel, solicitó el ADN que codificaba la channelrhodopsin-2.
Su equipo introdujo ese material genético en células nerviosas de rata cultivadas en laboratorio. Al exponerlas a luz azul, las neuronas respondieron de inmediato y generaron una señal nerviosa capaz de propagarse hacia otras células.
El hallazgo fue publicado en 2005. Dos años después, Deisseroth consiguió utilizar la misma estrategia en el cerebro de ratones vivos. Su equipo introdujo el gen de channelrhodopsin-2 en un tipo específico de neuronas de la corteza motora y utilizó una fibra óptica para iluminarlas. La estimulación permitió controlar el movimiento de los bigotes de los animales.
Ese mismo año, el grupo utilizó la técnica para activar de manera controlada neuronas relacionadas con la vigilia. Al estimularlas con luz, los ratones dormidos despertaron, lo que permitió confirmar la relación entre ese tipo de células y el estado de vigilia.
En 2006, el nuevo método recibió el nombre de optogenética y posteriormente comenzó a extenderse entre laboratorios de investigación en distintos países.
Uno de los experimentos más relevantes ocurrió en 2012, cuando Deisseroth y Susumu Tonegawa utilizaron la optogenética para activar un engrama, es decir, el patrón específico de conexiones neuronales que se forma cuando se crea un recuerdo.
Imagen generada por IA
Los investigadores estudiaron ratones que habían experimentado miedo e identificaron las neuronas que aparentemente almacenaban esa experiencia. Cuando posteriormente reactivaron esas mismas células, los animales mostraron nuevamente señales de miedo pese a que no enfrentaban una situación de peligro. El experimento permitió demostrar qué neuronas eran necesarias para un recuerdo específico.
Una nueva herramienta para estudiar el cerebro
El Comité Nobel señaló que el cerebro humano adulto tiene alrededor de 90 mil millones de neuronas, cada una de las cuales puede establecer miles de conexiones con otras células. Además, neuronas que controlan funciones completamente distintas pueden encontrarse muy próximas entre sí, mientras que las conexiones de una misma neurona pueden llegar a zonas alejadas del cerebro.
La optogenética permite distinguir entre esas células y circuitos. Con esta técnica, investigadores han identificado circuitos neuronales relacionados con el dolor, las conductas sociales, la sed, el consumo de alimentos, la recompensa y la atención, así como células vinculadas con el ritmo circadiano y la generación de fiebre durante una respuesta inmunitaria.
La herramienta también ha permitido estudiar conductas complejas. En investigaciones sobre el cuidado de las crías en ratones, por ejemplo, se identificaron circuitos distintos para acciones como reunir a las crías en un nido y asearlas.
Sus aplicaciones no se limitan al cerebro. La optogenética también ha servido para estudiar la interacción del sistema nervioso con otros órganos. El Comité Nobel señala que investigaciones de Deisseroth mostraron que el ritmo cardiaco puede influir en las emociones y que otros estudios han identificado células específicas del intestino relacionadas con la preferencia por el azúcar frente a los edulcorantes.
Esta imagen muestra un subconjunto de más de 1,000 de las 120,000 neuronas reconstruidas por el proyecto Machine Intelligence from Cortical Networks. Imagen: Allen Institute.
Aplicaciones médicas
Los descubrimientos reconocidos con el Nobel también han contribuido a comprender trastornos neurológicos y psiquiátricos, entre ellos depresión, ansiedad, esquizofrenia, enfermedad de Alzheimer y enfermedad de Parkinson.
El Comité Nobel destacó que la técnica ya comenzó a ser explorada como posible herramienta terapéutica. Entre las aplicaciones en investigación clínica se encuentran tratamientos experimentales para recuperar la visión en personas con retinitis pigmentosa, una enfermedad que destruye los bastones y conos de la retina.
En uno de estos primeros pasos, los investigadores introdujeron en la retina de una persona ciega una proteína similar a la channelrhodopsin. El paciente recuperó parcialmente la visión y, mediante unos lentes especiales que emiten luz, pudo distinguir y tomar objetos colocados sobre una mesa.
Otra posible aplicación es el desarrollo de implantes cocleares más precisos. Los dispositivos actuales utilizan electricidad para estimular el nervio auditivo; la optogenética podría permitir activar ese nervio mediante luz con un mayor grado de precisión.
El Comité Nobel consideró que estos descubrimientos han abierto una nueva etapa en la neurociencia y que la optogenética continúa proporcionando herramientas para abordar una de las grandes preguntas de la ciencia: cómo funciona el cerebro.
Karl Deisseroth, nacido en 1971, obtuvo su doctorado en 1998 y su título de Medicina en 2000 por la Universidad de Stanford, en EE.UU. Es profesor de Bioingeniería y de Psiquiatría y Ciencias de la Conducta en Stanford y en el Howard Hughes Medical Institute.
Peter Hegemann, nacido en 1954, obtuvo su doctorado en 1984 en el Instituto Max Planck de Bioquímica, en Martinsried, Alemania, y es profesor titular de Neurociencia en la Universidad Humboldt de Berlín.
Georg Nagel, nacido en 1953, obtuvo su doctorado en 1988 en la Universidad de Frankfurt y es profesor de Fisiología Molecular de Plantas en la Universidad de Würzburg, Alemania. Los descubrimientos de Hegemann y Nagel reconocidos por el Nobel fueron realizados en institutos Max Planck de Alemania.
