La optogenética ha cautivado el interés de los neurobiólogos ya que mediante ella se pude alterar el comportamiento de una rata y simultáneamente ver como una luz se prende dentro de una zona específica del cerebro. Fue en el 2005 cuando Karl Deisseroth y sus colaboradores de la Universidad de Stanford, junto a investigadores del Instituto Max Planck de Biofísica en Frankfurt, mostraron en un congreso de biofísica, como podía utilizarse un virus para introducir en neuronas de mamíferos, un gene sensible a la luz (Channelrhodopsin-2). Una vez equipadas con él, estas se evidenciaban mediante pulsos luminosos. De este modo era posible activar o desactivar neuronas seleccionadas, respondiendo en unos pocos milisegundos, la velocidad en que ellas normalmente se activan. Bastó esta demostración para que cientos de laboratorios de investigación del mundo, adoptaran la tecnología mostrada por Deisseroth y comenzaran a investigar con ella.

Deisseroth, un psiquiatra de 38 años de edad, ha desarrollado esta técnica, buscando herramientas que le permitieran investigar y tratar enfermedades mentales y desórdenes neurodegenerativos. "He estado desarrollando varios tratamientos de estimulación en psiquiatría sin lograr una precisión. Se puede estimular ciertas células que uno tiene como objetivo, pero simultáneamente se estimulan también otras células", dice Deisserroth. En cambio la optogenética permite observar el efecto de una droga, o el de un electrodo implantado, sobre un grupo específico de neuronas, ayudando así a dilucidar los mecanismos fundamentales del comportamiento.

Desde el año 2005, los laboratorios de Deisseroth, en colaboración con otros grupos de neurocientistas, han montado un poderoso equipo tecnológico basado en channelrhodopsin-2, u otros genes llamados "opsinas" en general. Ajustando la apertura de los canales en las membranas celulares, las opsinas pueden gatillar grupos de neuronas o desconectarlas. A nivel molecular puede también manipular exactamente un sub grupo de un tipo de neuronas, o controlar un circuito interconectado de neuronas seleccionadas a distancia, digamos por ejemplo, el sistema límbico con otras ubicadas en la corteza. También Deisseroth ha refinado el método para colocar los genes de opsinas, insertándolas en un virus, junto con el DNA para activar esos genes.

Para activar los genes opsinas, el laboratorio de Deisseroth ha agregado un láser diodo a través de finas fibras ópticas que permiten alcanzar las estructuras cerebrales más internas. A lo largo de las fibras ópticas implantan los electrodos que registran el momento en que las neuronas descargan.

Lo más interesante de la optogenética, son los experimentos en que demuestran la relevancia, tanto en ciencias básicas como en medicina. Michael Háusser, de la University College de Londres, en el congreso de Neurociencias en Octubre del 2010, presentó un experimento de optogenética donde demostró como 100 neuronas podían iniciar un almacenamiento de memoria hasta alcanzar un ensamblaje más grande, de alrededor 100.000 neuronas, sugiriendo como esta técnica podría usarse para entender la formación de la memoria.

También el grupo de Deisseroth publicó un estudio optogenético que ayudaba a dilucidar los trabajos de estimulación cerebral profunda, que usa electrodos implantados profundamente en el cerebro, para aliviar los movimientos anormales de la enfermedad de Parkinson. El experimento cuestionaba la teoría vigente de cómo trabajaba la tecnología-activación de un área llamada núcleos subtalámicos. En cambio los electrodos parecían ejercer su efecto en las fibras nerviosas que desde la corteza motora alcanzaban los núcleos subtalámicos y tal vez otras aéreas. Este hallazgo ha contribuido para entender mejor como colocar los electrodos profundos en el cerebro. También dada la gran especificidad de la optoelectrónica, esta podría eventualmente reemplazar la estimulación profunda cerebral.

Todo parece indicar que esta nueva tecnología, a futuro contribuirá a comprender mejor como trabaja el cerebro, pero ello llevará tiempo.