Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel fueron reconocidos por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por luz y el desarrollo de la optogenética. Científicos argentinos explican cómo esta técnica transformó la forma de estudiar los circuitos cerebrales.
Durante décadas, el cerebro fue para la ciencia una especie de territorio parcialmente inaccesible. Se podían observar sus estructuras, estudiar sus células y registrar su actividad, pero resultaba mucho más difícil determinar con precisión qué grupos de neuronas intervenían en una memoria, una emoción o un comportamiento.
La optogenética modificó ese escenario. La posibilidad de controlar la actividad de neuronas específicas mediante la luz abrió una nueva etapa para las neurociencias y permitió estudiar los circuitos cerebrales con un nivel de precisión que antes no era posible.
Por sus descubrimientos sobre los canales iónicos activados por luz y la optogenética, los científicos Karl Deisseroth, Peter Hegemann y Georg Nagel recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2026.
El reconocimiento puso en el centro de la escena una técnica que permite intervenir sobre determinadas células nerviosas como si se tratara de un interruptor: activarlas o inhibirlas mediante estímulos luminosos.
El descubrimiento comenzó en unas pequeñas algas
El origen de esta revolución científica se encuentra en organismos mucho más simples que el cerebro humano.
A comienzos del siglo XXI, Peter Hegemann y Georg Nagel estudiaron unas proteínas presentes en algas unicelulares que permitían a estos organismos responder a la luz. Entre ellas se encontraba la canalrodopsina, una proteína capaz de actuar como canal para determinados iones cuando recibe luz.
El fenómeno tenía una consecuencia fundamental: al activarse la proteína, cambiaba el estado eléctrico de la célula.
Verónica de la Fuente, investigadora del CONICET y de la Universidad de Buenos Aires, especializada en neurociencias y circuitos neuronales, explicó que la optogenética consiste justamente en utilizar proteínas sensibles a la luz para controlar la actividad de las neuronas. Su trabajo se desarrolla en el Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIBYNE), donde estudia los circuitos vinculados con la formación de memorias sociales.
El hallazgo de Hegemann y Nagel permitió comprender que esas proteínas podían funcionar como canales iónicos activados por luz. El paso siguiente sería descubrir cómo trasladar ese mecanismo al sistema nervioso.
El salto hacia las neuronas
Karl Deisseroth llevó el descubrimiento a otro terreno. El investigador incorporó proteínas sensibles a la luz en neuronas y consiguió que determinadas células nerviosas pudieran responder a un estímulo luminoso.
Así comenzó a desarrollarse la optogenética, una herramienta que combina genética, neurociencias y tecnología óptica para controlar circuitos neuronales.
La lógica es sencilla de explicar, aunque detrás exista una enorme complejidad experimental: primero se consigue que un grupo determinado de neuronas exprese una proteína sensible a la luz. Luego, mediante un estímulo luminoso, los investigadores pueden modificar la actividad de esas células.
El resultado es una herramienta capaz de intervenir sobre circuitos muy específicos sin tener que activar al mismo tiempo grandes cantidades de neuronas.
Un interruptor para estudiar el cerebro
La importancia de la técnica radica precisamente en su precisión.
En lugar de estimular de manera general una zona del cerebro, los investigadores pueden seleccionar determinados grupos de neuronas y observar qué sucede cuando se activan o cuando se inhiben.
Esto permitió avanzar en el estudio de los circuitos relacionados con la memoria, las emociones, el miedo, las adicciones y distintos comportamientos.
También abrió nuevas posibilidades para investigar enfermedades neurológicas y psiquiátricas. La optogenética se utiliza en modelos experimentales para estudiar procesos vinculados, entre otros, con el Parkinson, la epilepsia y la depresión, además de diferentes mecanismos relacionados con la memoria y las adicciones.
Uno de los aspectos que más sorprendió a la comunidad científica fue la posibilidad de intervenir sobre determinados recuerdos en modelos animales. Experimentos con ratones permitieron identificar y manipular circuitos asociados a experiencias de memoria, algo que durante mucho tiempo parecía propio de la ciencia ficción.
La optogenética también llegó a la Argentina
La técnica requiere equipamiento especializado y una infraestructura de investigación considerable. Aun así, científicos argentinos comenzaron a incorporarla a sus trabajos.
Entre ellos se encuentra Verónica de la Fuente, investigadora adjunta del CONICET y jefa de grupo en el IFIBYNE, donde desarrolla investigaciones sobre los circuitos neuronales relacionados con las memorias observacionales.
Su trabajo se inscribe en una línea de investigación que busca comprender cómo determinadas experiencias sociales pueden modificar la actividad cerebral y cómo se forman distintos tipos de memoria.
La posibilidad de controlar grupos específicos de neuronas resulta especialmente valiosa para este tipo de estudios, porque permite observar con mayor precisión qué circuitos participan en una determinada conducta.
De la ciencia básica a nuevas preguntas sobre las enfermedades
La optogenética no es, por el momento, una herramienta de uso clínico cotidiano para tratar directamente estas enfermedades. Su principal aporte se encuentra en la investigación básica y preclínica, donde permite comprender mecanismos que antes eran difíciles de observar.
Ese conocimiento puede servir como punto de partida para futuras estrategias terapéuticas.
También existen líneas de investigación que exploran posibles aplicaciones en trastornos de la visión y otras enfermedades del sistema nervioso. Pero buena parte de esas posibilidades todavía se encuentra en etapas experimentales y requiere nuevas investigaciones antes de pensar en aplicaciones generalizadas en seres humanos.
Lo que ya cambió es la manera de formular algunas preguntas.
Una nueva forma de mirar el cerebro
El reconocimiento a Deisseroth, Hegemann y Nagel destaca una cadena de descubrimientos que comenzó con la observación de organismos microscópicos capaces de orientarse hacia la luz y terminó proporcionando una herramienta para estudiar uno de los órganos más complejos de la naturaleza.
La optogenética permitió transformar la luz en una herramienta para explorar la actividad neuronal. Una proteína que originalmente servía para que un alga respondiera a su entorno terminó convirtiéndose en una pieza clave para investigar cómo funcionan los circuitos del cerebro.
Para las neurociencias, el cambio no consiste solamente en poder “encender” o “apagar” neuronas. Se trata de contar con una herramienta para establecer relaciones más precisas entre la actividad de determinados circuitos y aquello que finalmente hacemos, sentimos, recordamos o aprendemos.
Ese es, en definitiva, uno de los motivos por los que la optogenética abrió una nueva etapa en la comprensión del cerebro.
Fuente: Página/12 y CONICET.
