Una gran historia científica a veces comienza con un ser vivo diminuto. Un alga verde unicelular se desplaza hacia la luz, eligiendo las condiciones para vivir. Para ella es una tarea cotidiana. Para los investigadores, un enigma del que surgió uno de los instrumentos más precisos de la neurociencia moderna.
El 5 de octubre de 2026 se concedió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina a Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel por el descubrimiento de los canales iónicos sensibles a la luz y el desarrollo de la optogenética, un método para controlar la actividad de determinadas células mediante la luz.
El camino hacia este descubrimiento comenzó con el estudio del alga Chlamydomonas reinhardtii. Hegemann, Nagel y sus colegas investigaron las proteínas gracias a las cuales esta reacciona a la iluminación. Entre ellas se encontraba la canalrodopsina-2: al recibir luz, abre en la membrana celular un paso para los iones con carga positiva. Su movimiento altera el estado eléctrico de la célula. Así, una adaptación evolutiva de un organismo microscópico se convirtió en la base de la futura tecnología.
En 2005, un equipo en el que participaban Edward Boyden, Feng Zhang, Ernst Bamberg, Georg Nagel y Karl Deisseroth demostró que esta proteína podía utilizarse en neuronas de mamíferos. Al recibir el gen de la canalrodopsina-2, las células nerviosas comenzaban a responder a breves impulsos luminosos con descargas eléctricas. Los investigadores lograron fijar el momento en que se producían con una precisión de milisegundos.
Después, el conjunto de herramientas se amplió: unas proteínas sensibles a la luz permitían excitar las neuronas y otras, suprimir su actividad. Precisamente la combinación de distintas proteínas y condiciones de iluminación convirtió la luz en un medio de control bidireccional de los circuitos nerviosos. En 2007, los investigadores demostraron esa posibilidad y la aplicación de la tecnología en el cerebro vivo.
Imagina una orquesta en la que suenan miles de instrumentos. La grabación de un concierto permite oír cuándo entran los violines y cómo cambia la melodía general. La optogenética añade la posibilidad de modificar durante un breve lapso el sonido de un grupo elegido y observar cómo responde toda la orquesta. Así estudian los investigadores la contribución de células concretas al funcionamiento del cerebro.
Ya existían antes experimentos causales: los científicos empleaban estimulación eléctrica, fármacos y otras intervenciones. La optogenética aportó una combinación especialmente valiosa: la selección de determinados tipos de células y el control preciso del momento de la intervención. Gracias a ello, las preguntas sobre la memoria, la percepción y la conducta adquirieron una nueva profundidad experimental.
Para la ciencia de la conciencia se abre aquí un espacio de investigaciones especialmente sutiles. Es posible modificar la actividad de un circuito nervioso elegido y observar cómo se transforman la percepción, la vigilia o la capacidad de responder a los estímulos. Experimentos semejantes ayudan a precisar qué procesos sostienen determinadas funciones relacionadas con la experiencia consciente. La propia experiencia subjetiva exige criterios de evaluación adicionales: la conducta del animal y la vivencia del mundo pertenecen a niveles de descripción distintos.
Las teorías de la conciencia ofrecen sus propios puntos de referencia para este trabajo. El enfoque del espacio de trabajo global llama la atención sobre la disponibilidad de la información para muchos sistemas del cerebro. La teoría de la información integrada considera la organización causal interna del sistema. Las intervenciones optogenéticas pueden ayudar a comprobar predicciones concretas de estos enfoques, y la interpretación de los resultados exige una relación clara entre la teoría, el experimento y el indicador medible.
La tecnología ya ha emprendido también un camino clínico. En 2021, los investigadores informaron de una recuperación parcial de las funciones visuales en una persona con retinosis pigmentaria tras una terapia optogenética experimental. Se introdujo una proteína sensible a la luz en las células de la retina, y unas gafas especiales convertían la imagen en señales luminosas adecuadas. Es el resultado de una investigación temprana que señaló la posibilidad de aplicar el método en personas.
La historia de la optogenética recuerda hasta dónde puede llevar una curiosidad atenta. De la pregunta sobre el movimiento del alga hacia el sol creció un modo de investigar los circuitos nerviosos y buscar nuevos enfoques terapéuticos. La luz se convirtió en un instrumento preciso de conocimiento y nos acercó a comprender cómo el tejido vivo sostiene la memoria, la percepción y nuestra presencia en el mundo.
