Los Padres de la Optogenética y un merecido Nobel de Medicina

Una oportunidad para unir las neurociencias con la computación cuántica

El Comité Nobel señala que sus trabajos hicieron posible controlar la actividad de neuronas individuales en un cerebro vivo y abrieron una nueva era para comprender cómo las células nerviosas producen:

• memoria,
• emociones
• y conducta.

La computación cuántica y todos sus conocimientos aplicados en experimentos con haces de luz, le permitirá a la optogenética, seguramente, ascender escalones a una velocidad extraordinaria de descubrimientos. 

La importancia de este Nobel para las neurociencias

Hegemann, Nagel y Deisseroth resolvieron uno de los problemas fundamentales de la neurociencia: cómo manipular selectivamente una neurona mientras el cerebro continúa funcionando.

Peter Hegemann y Georg Nagel estudiaron organismos unicelulares y descubrieron y caracterizaron proteínas sensibles a la luz, particularmente la channelrhodopsina, un canal iónico que puede convertir la luz en cambios eléctricos en una célula.

Posteriormente, Karl Deisseroth convirtió este principio biofísico en una herramienta para controlar neuronas mediante luz.

Su descubrimiento cambió la neurociencia

Hemos pasado de una ciencia predominantemente observacional a una ciencia capaz de realizar experimentos causales extremadamente precisos. Antes de la optogenética, técnicas como la resonancia magnética funcional, el EEG o incluso la estimulación eléctrica permitían observar o modificar la actividad cerebral, pero con limitaciones importantes respecto a qué poblaciones celulares eran afectadas.

La optogenética permite activar o inhibir determinadas neuronas utilizando pulsos de luz, proporcionando una herramienta para preguntar directamente qué papel causal desempeña un circuito neuronal en una conducta.

Esto es particularmente importante porque el cerebro no funciona como una colección de «centros» independientes

La realidad es que nuestros cerebros están interconectados funcionalmente entre sus estructuras mediante una extraordinaria red de circuitos neuronales entrelazados y abultados de una manera que debemos desentrañar en los próximos cientos de años, debido a su inconmensurable grado de complejidad.

Una misma región cerebral puede contener diferentes tipos de neuronas con funciones completamente distintas. La capacidad de seleccionar poblaciones específicas permite estudiar esas diferencias con una resolución que anteriormente era difícil de conseguir.

Por eso la optogenética ha transformado la investigación de circuitos relacionados con memoria, emociones, motivación, percepción y movimiento.

La investigación sobre memoria constituye uno de los ejemplos más impresionantes de su impacto

La optogenética permite investigar poblaciones neuronales asociadas con determinadas experiencias y estudiar qué sucede cuando esos circuitos son activados o inhibidos. Esto ha contribuido al estudio de los llamados engramas de memoria, aproximándonos a una pregunta que durante décadas parecía casi filosófica: ¿cómo una experiencia psicológica termina representada físicamente en el cerebro? Ahora podemos formularla experimentalmente a nivel de células y circuitos.

También representa un salto extraordinario para comprender las emociones y la conducta

El Comité Nobel destaca específicamente que esta tecnología permite investigar cómo las neuronas participan en:

• memorias,
• sentimientos
• y comportamientos.

Esto significa que fenómenos tradicionalmente estudiados desde la psicología —miedo, recompensa, motivación, aprendizaje, respuestas emocionales— pueden relacionarse con circuitos neuronales concretos y posteriormente manipularse experimentalmente. La conexión entre psicología, neurociencia y biología molecular se vuelve así mucho más estrecha.

Otro aspecto revolucionario es la velocidad de control

Las neuronas operan en escalas temporales de milisegundos, y la luz permite controlar la actividad neuronal con una precisión temporal extraordinaria. Esto resulta fundamental porque no basta con saber qué neuronas participan en una conducta: también es necesario saber cuándo deben activarse y durante cuánto tiempo.

La optogenética permite estudiar esa dimensión temporal del funcionamiento cerebral con una precisión que ha sido determinante para la neurociencia moderna.

El trabajo de tres científicos brillantes y geniales 

La destacada labor de estos investigadores también ha creado un puente entre la neurociencia fundamental y las enfermedades neurológicas y psiquiátricas.

La tecnología se está utilizando para investigar circuitos implicados en:

• Parkinson,
• epilepsia,
• adicción,
• depresión,
• esquizofrenia
• y otros trastornos.

Esto no significa que la optogenética sea todavía un tratamiento clínico rutinario para estas enfermedades, pero sí proporciona una herramienta excepcional para descubrir qué circuitos están alterados y cómo podrían ser modulados.

Su importancia futura podría ser todavía mayor en el campo de la neuromodulación

Actualmente existen tecnologías como la estimulación cerebral profunda que permiten modificar la actividad de determinadas regiones del cerebro mediante electricidad.

La optogenética plantea conceptualmente una generación mucho más precisa de neuromodulación: no simplemente estimular una región, sino potencialmente seleccionar determinados tipos de células dentro de ella.

Esa transición —de la estimulación regional a la manipulación celular específica— podría convertirse en uno de los grandes objetivos de la neurotecnología del siglo XXI.

El Nobel también demuestra algo científicamente muy importante

Algunos de los avances más revolucionarios de la neurociencia nacen de investigaciones aparentemente alejadas de la medicina.

Hegemann y Nagel estudiaban cómo un organismo unicelular respondía a la luz; posteriormente, ese conocimiento molecular terminó convirtiéndose en una herramienta para estudiar el cerebro humano.

Es un extraordinario ejemplo de cómo la investigación básica puede permanecer durante años aparentemente distante de una aplicación clínica y terminar transformando completamente un campo científico.

Consideraciones finales

Finalmente, considero que este Nobel es especialmente importante porque marca un cambio de paradigma en la pregunta fundamental de las neurociencias: pasamos de preguntar solamente «¿qué áreas del cerebro están activas?» a preguntar «¿qué poblaciones neuronales producen causalmente esta función y qué ocurre si modificamos su actividad?» Esa transición es enorme.

La combinación futura de optogenética con inteligencia artificial, neuroimagen, genética, interfaces cerebro-computador, conectómica y neuromodulación podría permitir construir modelos mucho más precisos de cómo emerge:

• la memoria,
• la emoción,
• la cognición
• y la conducta.

Por eso el propio Karolinska Institutet considera que Hegemann, Nagel y Deisseroth han establecido las bases de una nueva era de la neurociencia.

En términos históricos, este Nobel puede entenderse como una continuación de grandes revoluciones neurocientíficas:

• Cajal permitió visualizar la arquitectura neuronal;
• Hodgkin y Huxley ayudaron a comprender la excitabilidad eléctrica;
• Eccles, Katz y otros elucidaron mecanismos de comunicación neuronal;
• y ahora Hegemann, Nagel y Deisseroth han proporcionado una herramienta para controlar selectivamente circuitos neuronales vivos.

La diferencia es que la optogenética no solamente permite ver cómo funciona el cerebro: permite intervenir sobre circuitos específicos y comprobar causalmente qué hacen.

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Referencias:

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• Liu, X., Ramirez, S., Pang, P. T., Puryear, C. B., Govindarajan, A., Deisseroth, K., & Tonegawa, S. (2012). Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall. Nature, 484(7394), 381–385. https://doi.org/10.1038/nature11028
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Cómo citar esta publicación: Parra Bolaños, N. (2026). Los Padres de la Optogenética y un merecido Nobel de Medicina. Asociación Educar para el Desarrollo Humano. https://asociacioneducar.com/los-padres-de-la-optogenetica-y-un-merecido-nobel-de-medicina/