L’Assemblea Nobel del Karolinska Institut ha deciso di assegnare il premio Nobel per la fisiologia o la medicina 2026 congiuntamente a: Karl Deisseroth, dell’Howard Hughes Medical Institute e la Stanford University, negli Stati Uniti, Peter Hegemann, della Humboldt-Universität di Berlino, in Germania, Georg Nagel, dell’Università di Würzburg, sempre in Germania “per le loro scoperte relative ai canali ionici attivati dalla luce e all’optogenetica”.

Il cervello degli animali, e a maggior ragione quello degli esseri umani, appare come un’architettura anatomica di straordinaria complessità, in grado di sovraintendere a tutte le funzioni dell’organismo, dalla cognizione al mantenimento del battito cardiaco, dalla memoria al movimento delle diverse parti del corpo.

Per secoli, riuscire a penetrare il mistero del suo funzionamento è stata un’impresa fuori portata per qualunque scienziato. Nel Novecento, i pionieri delle neuroscienze hanno cercato di mettere ordine nella mole di informazioni che via via si acquisivano sulla sua biologia, iniziando a mappare le diverse regioni del cervello e le relative funzioni. Metodiche sperimentali come l'elettrofisiologia, l'imaging o lo studio delle lesioni, si sono rivelati strumenti utilissimi per trovare correlazioni tra i dati osservativi, ma ancora alla fine del Novecento mancava la precisione temporale al millisecondo necessaria per manipolare specifici tipi cellulari e dimostrare relazioni di causalità.

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Le cose erano destinate presto a cambiare, grazie alla scoperta – inaspettata come non di rado succede nelle ricerche scientifiche – che si rivelò una chiave di volta per studiare il cervello.

Peter Hegemann, osservò che Chlamydomonas, una piccola alga unicellulare, mostrava un comportamento fototassico, cioè riusciva a nuotare dirigendosi verso una fonte di luce. All’inizio degli anni duemila, insieme a Georg Nagel, Hegemann ha scoperto che sulla superficie cellulare di Chlamydomonas è presente una proteina, battezzata canalrodopsina, dalla proprietà uniche: quando viene illuminata dalla luce blu, essa apre un canale ionico attraverso la membrana cellulare. Gli ioni carichi che attraversano il canale entrando nella cellula possono così dare il via alla generazione di un impulso elettrico. L’ulteriore avanzamento della ricerca ha portato a scoprire che la canalrodopsina funziona come un canale ionico direttamente attivabile dalla luce, capace di far scorrere cationi attraverso la membrana cellulare, indipendentemente dalla cellula in cui veniva inserita.

Ma il passo decisivo per portare queste scoperte di base nel campo delle neuroscienze è avvenuto nel laboratori della Stanford University, dove Karl Deisseroth ha inserito la canalrodopsina in neuroni di mammifero, dimostrando che impulsi di luce blu potevano attivare potenziali d'azione con la precisione del millisecondo. Per questa integrazione tra controllo ottico e ingegneria genetica nel 2006 venne coniato il neologismo di optogenetica. Successivi sviluppi hanno poi consentito di utilizzare interfacce a fibra ottica per controllare i circuiti cerebrali profondi in animali svegli e in movimento, mentre la contestuale scoperta di altri canali ionici ha reso possibile anche l'inibizione selettiva dei neuroni con luce gialla o verde, garantendo un controllo bidirezionale della rete neurale.

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Per le neuroscienze, l'optogenetica ha segnato un passaggio epocale, trasformando lo studio del cervello da una disciplina di pura osservazione a una capace di dettare i comandi nei circuiti neurali. Le scoperte dalla sua introduzione non si contano: i ricercatori hanno potuto isolare i neuroni ipocretinici che regolano il sonno e la veglia, manipolare e riattivare specifiche tracce di memoria nell'ippocampo, e decifrare la mappa anatomica delle emozioni come l'ansia e la paura nei nuclei dell'amigdala.

In ultimo, non si possono non citare le più recenti applicazioni cliniche dell’optogenetica: tramite appositi vettori virali, la terapia optogenetica ha permesso a un paziente affetto da retinite pigmentosa di recuperare parzialmente la capacità di percepire e distinguere oggetti.