Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel sono i nuovi Premi Nobel per la fisiologia o medicina 2026 per le loro scoperte sui canali ionici controllati dalla luce e per lo sviluppo dell’optogenetica, una tecnica che ha aperto nuove possibilità nello studio del cervello e dei meccanismi alla base di memoria, emozioni e comportamento.
L’annuncio del Nobel Assembly del Karolinska Institutet premia dunque una ricerca che nasce dall’incontro tra biologia, neuroscienze e tecnologia. Il riconoscimento, del valore complessivo di 12 milioni di corone svedesi, sarà diviso in parti uguali tra i tre scienziati. La motivazione ufficiale è: “per le loro scoperte sui canali ionici controllati dalla luce e sull’optogenetica”.
Dal comportamento di un’alga a una nuova frontiera per le neuroscienze
La storia alla base del Nobel parte da un organismo molto semplice: Chlamydomonas, un’alga unicellulare capace di muoversi verso una fonte luminosa. La domanda che ha guidato il lavoro di Peter Hegemann era apparentemente elementare: come riesce questa piccola alga a riconoscere la luce e a orientarsi verso di essa?
All’inizio degli anni Duemila, Hegemann e Georg Nagel individuarono una proteina dalle caratteristiche particolari, chiamata channelrhodopsin. La proteina si trova sulla superficie cellulare e reagisce alla luce. Quando viene colpita dalla luce blu, la channelrhodopsin apre un canale attraverso il quale possono passare ioni dotati di carica elettrica. Questo movimento genera a sua volta un impulso elettrico all’interno della cellula. La scoperta aveva però un potenziale molto più ampio rispetto allo studio delle alghe. I ricercatori si accorsero infatti che la proteina poteva rendere sensibile alla luce anche una cellula nella quale veniva introdotta artificialmente. È proprio questa caratteristica ad aver aperto la strada all’optogenetica.
Deisseroth trasforma la scoperta in un interruttore per i neuroni
Il passaggio decisivo è arrivato con il lavoro di Karl Deisseroth, che ha portato la scoperta di Hegemann e Nagel nel campo delle neuroscienze. Deisseroth ha introdotto nelle cellule nervose di ratti il gene responsabile della produzione della channelrhodopsin. Il risultato è stato particolarmente importante: illuminando i neuroni con una luce blu, gli scienziati riuscivano ad attivare un segnale nervoso.
La prima dimostrazione di questo risultato è stata pubblicata nel 2005. Due anni dopo, Deisseroth è riuscito a fare un ulteriore passo avanti, utilizzando questo sistema direttamente nel cervello di topi vivi. La luce diventava così una sorta di interruttore capace di accendere o spegnere l’attività di specifiche cellule nervose. Da qui nasce il termine optogenetica, che indica proprio l’utilizzo della luce per controllare l’attività delle cellule attraverso strumenti di natura genetica.
Che cos’è l’optogenetica e a cosa serve
Per capire la portata della scoperta bisogna considerare uno dei problemi fondamentali delle neuroscienze: comprendere in che modo il cervello controlla emozioni, comportamenti, ricordi e funzioni dell’organismo. Per molto tempo gli scienziati hanno potuto osservare quali aree del cervello sembravano essere coinvolte in determinate attività, ma era difficile stabilire un rapporto di causa-effetto.
L’optogenetica ha cambiato radicalmente questo approccio. La tecnica consente infatti di intervenire su specifici gruppi di neuroni con una precisione molto elevata e di osservare che cosa accade quando vengono attivati o inibiti. In questo modo diventa possibile studiare non soltanto quali cellule partecipano a un determinato processo, ma anche quale ruolo svolgono concretamente.