Encender y apagar neuronas con luz, así funciona la técnica premiada con el Nobel de Medicina

El 5 de octubre de 2026, la Asamblea Nobel del Instituto Karolinska de Estocolmo concedió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina a tres científicos: el estadounidense Karl Deisseroth, de la Universidad de Stanford y el Instituto Médico Howard Hughes, y los alemanes Peter Hegemann, de la Universidad Humboldt de Berlín, y Georg Nagel, de la Universidad de Würzburg. Se les galardonó por sus descubrimientos acerca de "los canales iónicos activados por luz y la optogenética". Dicho de otra forma, una técnica que permite encender y apagar neuronas concretas con un haz de luz.

Según recogen varios medios, entre ellos El País en su sección de Ciencia, el comité repartió así los méritos: Peter Hegemann y Georg Nagel descubrieron una proteína "extraordinaria", la canalrodopsina, en un alga unicelular. Deisseroth, por su parte, convirtió esa proteína en un interruptor de luz para las células nerviosas. No obstante, el jurado fue más allá sentenciando que los galardonados "han sentado las bases de una nueva era en la neurociencia", y todo por un alga.

La idea, que suena a ciencia ficción, se entiende en tres pasos. Deisseroth introdujo el gen de la canalrodopsina en neuronas, las iluminó con luz azul y comprobó que respondían al momento, como si alguien pulsara un interruptor. Publicó el resultado en 2005 en la revista Nature Neuroscience (aquel primer ensayo se hizo con neuronas de rata cultivadas en placa) y dos años después lo consiguió en el cerebro de ratones vivos. Esto permite saber qué circuito cerebral está detrás de una conducta o de una emoción, incluso de un recuerdo, y demostrarlo encendiéndolo o apagándolo.

La gran diferencia con lo que había antes está en la precisión. Las herramientas anteriores estimulaban de golpe grandes grupos de neuronas; la optogenética selecciona poblaciones muy concretas y las controla en milisegundos, que es justo la escala de tiempo a la que se comunican. De ahí que haya abierto una vía nueva para investigar el párkinson, la epilepsia o la depresión, y para entender la memoria, el miedo o la adicción. Ya la usan laboratorios de todo el mundo.

En agosto de 2021, Deisseroth explicó que "las raíces más profundas de esto vienen de la botánica", en referencia a Andréi Famintsyn, un científico ruso de mediados del siglo XIX que estudiaba algas de agua dulce y se dio cuenta de que se movían hasta encontrar el nivel de luz que mejor les venía. "Podemos utilizar esto en modelos de enfermedades psiquiátricas: ansiedad, adicciones, estados elevados de energía, agresión. Pero nada hubiera sido posible sin un botánico del siglo XIX observando algas".

Así pues, la optogenética tampoco es obra de solo tres personas. En 2016, Deisseroth ya había compartido el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA con Edward Boyden y Gero Miesenböck, ambos fuera del Nobel. Miesenböck fue el primero en demostrar, en 2002, que la actividad de las neuronas podía modularse con luz; el salto decisivo llegó cuando Deisseroth y Boyden usaron la canalrodopsina del alga y lograron un control mucho más potente y preciso.

Con este galardón, el Karolinska suma 117 premios de Medicina entregados a 235 personas, de las que solo 14 son mujeres. El de 2025 fue para Mary Brunkow, Fred Ramsdell y Shimon Sakaguchi por sus descubrimientos sobre la tolerancia inmune periférica. El de 2026 está dotado con 12 millones de coronas suecas, algo más de un millón de euros al cambio del 5 de octubre, a repartir a partes iguales entre los tres.

Un alga más rápida que el ojo humano

Profundizando en el hallazgo, la historia arranca a principios de los años noventa en el Instituto Max Planck de Bioquímica de Martinsried, en Alemania. Hegemann quería entender cómo Chlamydomonas, un alga verde de una sola célula, reacciona tan deprisa a la luz. El alga la detecta con una mancha ocular (un punto naranja diminuto en su superficie) y, como recoge la explicación divulgativa del comité Nobel, genera un impulso eléctrico apenas 0,5 milisegundos después de iluminarse. En el ojo humano, la cadena química equivalente tarda al menos 10 milisegundos: el alga es, como mínimo, veinte veces más rápida.

Su hipótesis era que una sola proteína hacía a la vez de sensor de luz y de canal iónico, una compuerta que deja pasar partículas con carga y genera así la señal eléctrica. Nadie conocía nada parecido, y la idea se recibió con escepticismo, pero con el cambio de milenio, la pista llegó cuando investigadores japoneses pusieron a disposición de todos miles de genes del alga. Hegemann encontró dos genes candidatos y se los pasó a Nagel, en el Instituto Max Planck de Biofísica de Fráncfort, que los inyectó en óvulos de rana. Los óvulos fabricaron las proteínas, las colocaron en su superficie y, al iluminarlas, se abrieron.

Las llamaron canalrodopsina-1 y canalrodopsina-2, y la segunda fue la buena: se abría en 0,2 milisegundos y volvía sensibles a la luz hasta células de riñón humanas. En 2003 lo publicaron en la revista PNAS, donde ya proponían usarla para despolarizar células "simplemente con iluminación". De hecho, la idea venía de lejos: como recordaban en Xataka el día del premio, Francis Crick, codescubridor de la doble hélice del ADN, ya había planteado en 1979 que la luz sería la señal ideal para encender y apagar neuronas concretas.

Deisseroth, psiquiatra además de neurocientífico, recogió el testigo escribiendo a Nagel para pedirle el ADN de la proteína. El primer firmante del artículo de 2005 que salió de aquel envío fue Edward Boyden, y ahí está la gran polémica del premio. Como contaba STAT el día del anuncio, muchas voces lamentaron en redes su exclusión, y Boyden, que ahora trabaja en el MIT, no respondió a la petición de comentarios. Los estatutos de la Fundación Nobel lo ponían difícil de partida: un premio nunca se divide entre más de tres personas.

Del bigote de un ratón a la retina

Otras pruebas incluyeron experimentos con otros seres vivos. Por ejemplo, en 2007, el equipo de Deisseroth movió a voluntad los bigotes de ratones vivos iluminando su corteza motora con una fibra óptica que entraba por un pequeño agujero en el cráneo. O en 2012, el laboratorio de Susumu Tonegawa en el MIT, con Deisseroth entre los firmantes, publicó en la revista Nature un experimento en el que reactivar con luz las neuronas de un recuerdo de miedo hacía que los ratones se asustaran sin peligro alguno. Para el comité, fue la primera vez que se supo qué neuronas exactas sostienen un recuerdo concreto. En Xataka contábamos en 2015 cómo en Stanford implantaban LEDs inalámbricos bajo la piel de ratones.

Deisseroth, que tiene 54 años, recibió la llamada de Estocolmo justo cuando se había tumbado a descansar. "Casi sentí que había perdido la capacidad de formar palabras", contó a la agencia Associated Press. Después pidió una hora libre a partir de las 6.30 de la mañana para preparar el almuerzo escolar de sus hijos, y recordó por qué empezó todo: "Soy psiquiatra. Me importan los pacientes, mis pacientes que tienen autismo, que tienen depresión".

El primer uso médico de estos hallazgos apunta a la oftalmología, cuando en 2021, un equipo encabezado por José-Alain Sahel publicó en Nature Medicine el caso de un hombre ciego por retinosis pigmentaria, una enfermedad hereditaria que destruye los conos y los bastones, las células de la retina que captan la luz. Le inyectaron en un ojo un virus modificado con el gen de ChrimsonR, una proteína emparentada con la canalrodopsina, y le dieron unas gafas que proyectan pulsos de luz sobre la retina. Con ellas pudo percibir, localizar, contar y tocar objetos; sin ellas, nada. Según sus autores, era el primer caso descrito de recuperación funcional parcial en una enfermedad neurodegenerativa tras una terapia optogenética.

Ya el 9 de septiembre de 2026, Nanoscope anunció que la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) había aceptado estudiar su solicitud para comercializar Mogenry, una terapia génica para adultos con retinosis pigmentaria y pérdida grave de visión. Se inyecta una vez en el ojo y lleva el gen de una opsina, una proteína sensible a la luz, a las células bipolares de la retina, que pasan a responder a la luz ambiental. En su ensayo de fase 2b, con 27 pacientes (18 tratados y nueve con una inyección simulada), ambas dosis mejoraron la agudeza visual frente al grupo de control al cabo de un año.

Es un ensayo pequeño, y el problema ocular más frecuente fue una inflamación en la parte delantera del ojo, en torno al 44% de los casos. Con todo, el interruptor que salió de un alga y llegó a mover los bigotes de un ratón espera ahora un veredicto para llegar a la consulta del oftalmólogo.

Foto | Bretch Corbeel (vía Unsplash)