Come da tradizione, l’assegnazione dei premi Nobel 2026 si è aperta con l’annuncio del riconoscimento per la Medicina e Fisiologia. A essere premiati sono stati Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel per le loro scoperte sulla optogenetica, ovvero per quell’insieme di tecniche che ci permettono di controllare l’attività nervosa con la luce. E di capire meglio come funziona il nostro sistema nervoso, quindi come riusciamo da ultimo a pensare, ricordare o a vedere, in condizioni fisiologiche o in caso di malattia.
Alle origini dell’optogenetica, nelle alghe
È un premio alle neuroscienze, infatti, quello dei tre freschi laureati Nobel. L’assegnazione, cita, “per le loro scoperte relative ai canali ionici attivati dalla luce e all’optogenetica”, ripercorrendo le tappe che hanno portato all’invenzione e poi all’impiego dell’optogenetica. Se oggi infatti parliamo di una tecnica che ci permette di controllare l’attività del sistema nervoso, le sue origini vanno fatte risalire a un organismo che ne è del tutto privo: un’alga unicellulare, del genere Chlamydomonas, capace di sentire la luce e di muoversi nella sua direzione.
Presso il Max Planck Institute for Biochemistry in Martinsried (Germania), Peter Hegemann negli anni Novanta, ricordano dal comitato dei Nobel rièpercorrendo la storia della scoperta, cominciò a studiare la Chlamydomonas, osservando che la presenza della luce innescava, in tempi brevissimi, un impulso elettrico. Grazie al sequenziamento del genoma dell’alga, e alla collaborazione con Georg Nagel del Max Planck Institute for Biophysics di Francoforte, i due riuscirono a scoprire che la presenza di due proteine in grado di sentire la luce in questo microrganismo.
La nascita dell’optogenetica
Si tratta di due canali ionici, ovvero di due proteine di membrana che in risposta alla luce, in tempi brevissimi, aprono le porte lasciando passare ioni (cariche elettriche) generando un segnale elettrico. I due ricercatori mostrarono che era possibile introdurre le sequenze genetiche di queste proteine (canalrodopsina 1 e 2, della famiglia delle rodopsine, del tipo che si ritrovano anche nelle nostre retine) in altre cellule, di fatto producendo un segnale elettrico a comando (sotto lo stimolo della luce). Il passaggio decisivo per saltare poi dall’alga al nostro sistema nervoso venne compiuto da Karl Deisseroth, che cominciò inserendo il gene di una di quelle proteine in neuroni di ratto in coltura (le cellule elettriche per eccellenza). Anche qui lo stimolo luminoso bastava ad accendere i neuroni.
Agli inizi degli anni Duemila nasce l’optogenetica, con la dimostrazione che era possibile introdurre il gene di quella proteina nella corteccia di alcuni topi da laboratorio, illuminarla con una fibra ottica e controllare così – modulando l’attività di questi neuroni con la luce – l’attività dei baffi dell’animale. Modificando diversi neuroni, responsabili di azioni diverse, i ricercatori riuscirono a dimostrare di poter controllare diverse attività correlate, solo con la luce. Ma presto fu possibile procedere anche in senso inverso, ovvero scoprire grazie all’optogenica quali neuroni controllano quali comportamenti e azioni. “Abbiamo dimostrato un controllo affidabile, su scala temporale di millisecondi, dell’attività di scarica neuronale, nonché della trasmissione sinaptica eccitatoria e inibitoria – scrivevano, con i colleghi, Deisseroth e Nagel nel 2005 su Nature Neuroscience – Questa tecnologia consente di utilizzare la luce per modificare l’elaborazione neurale a livello di singoli potenziali d’azione ed eventi sinaptici, offrendo uno strumento di ampia applicabilità per neuroscienziati e ingegneri biomedici”. Non sarebbero stati smentiti.
L’optogenetica infatti non ha permesso solo di comprendere meglio il nostro sistema nervoso e quindi i nostri comportamenti, e le condizioni legate alle sue alterazioni, ma si candida ad entrare nella clinica. Alcuni medici e ricercatori infatti stanno provando a recuperare la vista in alcune persone, inserendo proteine sensibili alla luce nella retina di pazienti con retinite pigmentosa, per stimolarli poi grazie a dei particolari occhiali. In maniera analoga l’optogenetica potrebbe aiutare a ristabilire le capacità uditive perse.
The 2026 #NobelPrize laureates in physiology or medicine have laid the foundation of a new era in neuroscience.
Using optogenetics, researchers have been able to reveal neural circuits governing specific memories, feelings, and behaviours relevant for neurological and psychiatric disorders. In clinical medicine, researchers are using the method in attempts to restore sight in people with visual impairment.
Optogenetics has fundamentally altered our understanding of the brain. Every day brings new discoveries, helping to solve one of humanity’s great mysteries: how our incredible brain works.
— The Nobel Prize (@NobelPrize) October 5, 2026
Dopo il premio per la Medicina e la Fisiologia, la settimana dei Nobel continua: appuntamento a domani 6 ottobre con l’assegnazione del riconoscimento per la Fisica.
Foto: via Nobelprize.org
