Il cervello sotto una luce blu: la svolta dell’optogenetica

Attivare o spegnere singole cellule nervose all’interno di un cervello vivente oggi è possibile grazie alla luce. È questo il risultato che ha cambiato lo studio delle neuroscienze e che ha portato il Premio Nobel per la Medicina 2026 a Peter Hegemann, Georg Nagel e Karl Deisseroth.

La tecnica, chiamata optogenetica, ha consentito di osservare con maggiore precisione i circuiti coinvolti nei ricordi, nelle emozioni e nei comportamenti. Le sue applicazioni sono ancora soprattutto sperimentali, ma in ambito clinico viene studiata anche per tentare di restituire la vista a persone con disabilità visive.

Una proteina accende i neuroni

Il passaggio decisivo nasce dagli studi di Hegemann e Nagel su Chlamydomonas, un’alga unicellulare capace di orientarsi verso una fonte luminosa. Nei primi anni Duemila i due ricercatori individuarono sulla superficie dell’alga la canalrodopsina, una proteina con una proprietà particolare: quando viene colpita dalla luce blu, apre un canale che lascia passare ioni carichi e produce un impulso elettrico.

La proteina manteneva questa funzione anche quando veniva trasferita in cellule diverse da quella originaria. In questo modo, le cellule diventavano sensibili alla luce. Deisseroth sfruttò proprio questa caratteristica inserendo il gene della canalrodopsina nei neuroni di ratto: l’illuminazione blu riuscì così a provocare un segnale nervoso. La scoperta fu pubblicata nel 2005 e, due anni più tardi, lo stesso principio venne applicato al cervello di topi vivi.

Dalla mappa sfocata alla causalità

Prima dell’optogenetica, gli scienziati avevano già individuato le aree cerebrali associate a numerose funzioni. Tuttavia, gli strumenti disponibili non permettevano di stabilire se un determinato gruppo di neuroni fosse direttamente responsabile di una sensazione o di un comportamento. Il cervello appariva quindi come una mappa incompleta, ricca di collegamenti ipotizzati ma difficili da verificare.

Tra i ricercatori che immaginarono strumenti più selettivi ci fu Francis Crick, premiato con il Nobel per la Medicina nel 1962. Dopo gli studi sulla doppia elica del DNA, Crick si dedicò anche ai meccanismi della coscienza e sostenne che la luce avrebbe potuto offrire la rapidità necessaria per intervenire sui segnali nervosi.

Una nuova lettura del cervello

L’optogenetica ha trasformato quell’intuizione in un metodo operativo. Nei laboratori di tutto il mondo viene utilizzata per esaminare, una cellula alla volta, le reti che influenzano memoria, sentimenti e azioni, comprese quelle coinvolte in disturbi neurologici e psichiatrici.

Per Svenningsson, presidente del Comitato Nobel per la Fisiologia o la Medicina, il riconoscimento è legato alla possibilità di raggiungere una precisione prima impensabile: «L’optogenetica offre opportunità per mappare il cervello in un modo che un tempo potevamo solo sognare».

Il percorso premiato nasce dunque dall’incontro tra una domanda sulle capacità di un’alga e la necessità di comprendere l’organo che, con un peso di circa 1,3 chilogrammi, governa ricordi, sogni, creatività, emozioni, battito cardiaco, respirazione e sonno. La luce blu non ha risolto tutti i misteri, ma ha fornito agli scienziati un interruttore per iniziare a esaminarli con un livello di dettaglio mai raggiunto prima.

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