Il Premio Nobel per la Fisiologia o Medicina 2026 è stato assegnato oggi a Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel per le loro scoperte sui canali ionici attivati dalla luce e sull’optogenetica.

Dietro una definizione apparentemente tecnica c’è una delle rivoluzioni più affascinanti delle neuroscienze contemporanee: la possibilità di utilizzare la luce come un interruttore per controllare con straordinaria precisione l’attività di specifiche cellule nervose.

Non tutto il cervello e non indiscriminatamente, ma singole popolazioni di neuroni, selezionate geneticamente, che possono essere rese sensibili alla luce e quindi attivate o inibite in tempi dell’ordine dei millisecondi.

È l’optogenetica, e la sua storia inizia molto lontano dagli ospedali e dai laboratori di neuroscienze: con una minuscola alga verde unicellulare, Chlamydomonas reinhardtii.

Il mistero: come capire davvero il cervello?

Il cervello umano contiene miliardi di cellule nervose organizzate in circuiti estremamente complessi.

Per molto tempo uno dei problemi fondamentali delle neuroscienze è stato relativamente semplice da formulare, ma difficilissimo da risolvere: “Come possiamo sapere quali neuroni provocano realmente una determinata funzione o un comportamento?”.

Osservare che una zona cerebrale si attiva mentre una persona vede, ricorda, prova paura o compie un movimento non dimostra necessariamente che quella specifica attività ne sia la causa.

Serviva qualcosa di più. Serviva un “neuronal switch”, un interruttore neuronale.

Uno strumento capace di accendere o spegnere selettivamente determinate cellule e osservare che cosa accade subito dopo.

“La luce sarebbe diventata proprio quell’interruttore”.

The Quest: trovare l’interruttore dei neuroni

Un neurone comunica attraverso segnali elettrici.

Questi segnali dipendono dal movimento di ioni — particelle elettricamente cariche come sodio, potassio, calcio o cloro — attraverso proteine inserite nella membrana cellulare chiamate canali ionici.

L’idea era quindi ambiziosa: trovare un canale capace di aprirsi in risposta alla luce e utilizzarlo per modificare l’attività elettrica della cellula.

Ma dove cercarlo? La risposta arrivò da un organismo apparentemente lontanissimo dal cervello umano.

The Hero: l’umile alga verde

La protagonista inattesa di questa storia è Chlamydomonas reinhardtii, una microscopica alga verde unicellulare.

Per sopravvivere e svolgere la fotosintesi, l’alga deve riuscire a orientarsi rispetto alla luce. Lo fa grazie a proteine fotosensibili che trasformano l’energia luminosa in un segnale elettrico capace di modificare il movimento dei suoi flagelli. Le channelrhodopsins permettono proprio a queste alghe mobili di orientarsi verso condizioni luminose favorevoli alla fotosintesi.

Studiando queste risposte, Peter Hegemann intuì che la velocità della corrente elettrica generata dalla luce non poteva essere spiegata dai tradizionali meccanismi delle rodopsine animali.

Con Georg Nagel, riuscì a dimostrare qualcosa di sorprendente: una singola proteina poteva funzionare contemporaneamente da sensore della luce e canale per gli ioni.

Era stato trovato l’interruttore.

The Discovery: la channelrhodopsin

La proteina chiave prende il nome di channelrhodopsin.

Nel 2002 Nagel, Hegemann e collaboratori caratterizzarono Channelrhodopsin-1 (ChR1); l’anno successivo fu descritta Channelrhodopsin-2 (ChR2), un canale cationico direttamente attivato dalla luce. Wikipedia

Il principio è sorprendentemente intuitivo.

Quando la channelrhodopsin riceve luce di una determinata lunghezza d’onda, cambia conformazione e apre un poro nella membrana cellulare.

Gli ioni attraversano quel poro e la distribuzione delle cariche elettriche cambia.

E se la proteina è stata inserita in un neurone, quel neurone può essere portato a generare un impulso elettrico.

In parole semplici: Luce → apertura del canale → passaggio di ioni → attivazione elettrica della cellula.

La presentazione durante l’annuncio del Nobel ha sintetizzato bene proprio questo passaggio: il gene della Chlamydomonas viene espresso sperimentalmente in una cellula uovo di rana, dove si dimostra che la proteina funziona come un canale ionico direttamente controllato dalla luce.

L’esperimento era fondamentale perché dimostrava che non serviva l’intera alga: bastava trasferire l’informazione genetica della proteina in un’altra cellula per renderla sensibile alla luce.

Dall’alga al neurone: nasce l’optogenetica

Qui entra in scena Karl Deisseroth, psichiatra e neuroscienziato della Stanford University.

La domanda successiva era inevitabile: se la channelrhodopsin può rendere una cellula sensibile alla luce, può fare lo stesso con un neurone? La risposta fu sì.

Nel 2005 il gruppo di Deisseroth, con Edward Boyden, Feng Zhang e altri collaboratori e utilizzando una channelrhodopsin fornita da Nagel, dimostrò che neuroni geneticamente modificati per esprimere ChR2 potevano essere attivati mediante brevi impulsi luminosi con precisione nell’ordine dei millisecondi.

Era nato un nuovo modo di interrogare il cervello.

Non più soltanto osservare, ma intervenire selettivamente su un circuito e verificare che cosa succede.

Deisseroth avrebbe poi contribuito in maniera decisiva allo sviluppo dell’optogenetica come piattaforma sperimentale per lo studio dei circuiti neuronali.

Optogenetica: come funziona in quattro passaggi

Elaborazione grafica originale realizzata con AI per SAE Salute, su adattamento divulgativo di contenuti scientifici relativi all’optogenetica e al Premio Nobel per la Fisiologia o Medicina 2026

L’innovazione sta nella combinazione di genetica + ottica + neuroscienze, da qui il nome: OPTO + GENETICA = OPTOGENETICA

Perché ha cambiato lo studio del cervello

Prima dell’optogenetica, stimolare una determinata area del cervello significava spesso agire contemporaneamente su molte cellule diverse.

L’optogenetica ha consentito di aumentare enormemente la precisione.

Si può chiedere, per esempio:

che cosa succede se attiviamo soltanto un determinato tipo di neurone?

quel circuito provoca o semplicemente accompagna un comportamento?

quali cellule sono necessarie perché emerga una determinata risposta?

che cosa accade se lo stesso circuito viene invece inibito?

L’optogenetica permette quindi di passare dalla correlazione alla causalità sperimentale con una precisione temporale e cellulare prima difficilmente raggiungibile.

È per questo che nel 2010 Nature Methods la indicò come il Metodo dell’Anno (Method of the Year), e negli anni successivi la tecnologia è diventata uno strumento fondamentale in migliaia di laboratori di neuroscienze.

Dal comportamento alle malattie neurologiche e psichiatriche

L’optogenetica è stata utilizzata nella ricerca per studiare circuiti coinvolti in numerose funzioni e condizioni:

movimento, memoria, apprendimento, paura, ricompensa, dipendenze, sonno, depressione, Parkinson, epilessia e altri disturbi neurologici e psichiatrici.

Questo non significa, però, che oggi sia sufficiente “illuminare il cervello” per curare queste malattie.

La maggior parte delle applicazioni neuroscientifiche dell’optogenetica resta infatti ancora uno strumento di ricerca, soprattutto in modelli sperimentali.

Per utilizzare il metodo occorre rendere geneticamente sensibili alla luce cellule specifiche e portare la luce esattamente nel tessuto interessato: procedure che pongono problemi biologici, tecnologici e di sicurezza molto più complessi nell’essere umano rispetto al laboratorio.

Cosa cambia per i pazienti? Non è ancora un telecomando terapeutico del cervello

È importante evitare un equivoco: il Nobel non premia una nuova terapia già pronta per Parkinson, depressione o Alzheimer.

Premia una scoperta fondamentale e la nascita di una tecnologia che ha trasformato il modo con cui studiamo il sistema nervoso.

Le ricadute terapeutiche sono un obiettivo della ricerca, non una promessa immediata.

L’optogenetica sta però contribuendo a individuare con maggiore precisione i circuiti coinvolti nelle malattie e può aiutare a identificare nuovi bersagli terapeutici.

Uno dei settori nei quali la traduzione nell’uomo è già stata esplorata è la retina: strategie optogenetiche sperimentali hanno cercato di rendere nuovamente fotosensibili cellule retiniche in persone con gravi degenerazioni della vista.

È la dimostrazione di quanto lunga possa essere la strada che porta dalla scoperta di una proteina in un’alga alla sperimentazione clinica nell’uomo.

Chi sono i tre Nobel 2026

Karl Deisseroth

Psichiatra, neuroscienziato e bioingegnere statunitense della Stanford University, ha avuto un ruolo centrale nello sviluppo dell’optogenetica come strumento per controllare popolazioni neuronali geneticamente definite e studiare i circuiti alla base del comportamento.

Peter Hegemann

Biofisico tedesco della Humboldt-Universität zu Berlin, ha dedicato gran parte della sua ricerca ai fotorecettori delle microalghe. Il suo lavoro con Nagel ha portato all’identificazione e alla caratterizzazione delle channelrhodopsins, i canali ionici direttamente controllati dalla luce.

Georg Nagel

Biofisico tedesco dell’Università di Würzburg, insieme a Hegemann ha identificato e caratterizzato le channelrhodopsins e dimostrato che queste proteine mantengono la propria funzione quando vengono espresse in altre cellule. Il suo lavoro ha fornito uno dei mattoni molecolari indispensabili per la nascita dell’optogenetica.

“Il Nobel 2026 riconosce dunque una sequenza scientifica straordinaria: osservare la luce in un’alga → trovare il canale → trasferirlo in altre cellule → portarlo nei neuroni → utilizzare la luce per interrogare il cervello.”

Una scoperta fondamentale, non un premio alla carriera

Il Nobel per la Fisiologia o Medicina non viene assegnato semplicemente per una lunga carriera scientifica o per la leadership raggiunta nel proprio campo.

Il principio è riconoscere scoperte fondamentali nel campo della fisiologia o della medicina capaci di produrre un beneficio per l’umanità.

Nel caso del 2026, il punto centrale è proprio la possibilità, resa possibile dalle channelrhodopsins e dall’optogenetica, di interrogare sperimentalmente il funzionamento dei circuiti cellulari e neuronali con una precisione prima impensabile.

Come si arriva al Nobel

Al Nobel non ci si autocandida.

Il Nobel Committee invia ogni anno inviti a persone qualificate a proporre candidati: membri dell’Assemblea Nobel, accademici selezionati, precedenti laureati e altri scienziati riconosciuti.

Le nomination vengono valutate dal Nobel Committee for Physiology or Medicine; la scelta definitiva spetta alla Nobel Assembly at Karolinska Institutet, composta da 50 membri.

Tutta la documentazione relativa a candidature e valutazioni resta secretata per 50 anni.

Il processo inizia molti mesi prima dell’annuncio di ottobre e culmina nella cerimonia del 10 dicembre a Stoccolma, anniversario della morte di Alfred Nobel.

Il Nobel 2026 ha un valore economico complessivo di 12 milioni di corone svedesi, da suddividere secondo la decisione della Nobel Foundation tra i laureati.

125 anni di Nobel per la Medicina

Il riconoscimento compie quest’anno 125 anni.

Dal 1901 al 2025 sono stati assegnati 116 Nobel per la Fisiologia o Medicina a 232 scienziati, tra i quali soltanto 14 donne.

Tra loro c’è Rita Levi-Montalcini, premiata nel 1986 insieme a Stanley Cohen per la scoperta dei fattori di crescita.

Il 2026 segna quindi anche 40 anni dal Nobel a Rita Levi-Montalcini.

E ricorrono 120 anni dal Nobel del 1906 a Camillo Golgi, premiato insieme a Santiago Ramón y Cajal per gli studi sulla struttura del sistema nervoso.

Due anniversari italiani particolarmente suggestivi proprio nell’anno in cui il Nobel torna a premiare una scoperta che ha cambiato il modo di esplorare il cervello.

Dall’alga verde al mistero del cervello

Forse è questa la parte più affascinante del Nobel 2026.

La ricerca fondamentale non segue sempre una traiettoria prevedibile.

Nessuno osservando una piccola alga verde avrebbe necessariamente immaginato che, qualche decennio dopo, una delle sue proteine sarebbe diventata uno degli strumenti più potenti per studiare memoria, emozioni, comportamento e malattie del cervello.

Eppure, è accaduto come in un film dove esiste la storia e i protagonisti.

The mystery: il cervello

Come nascono pensieri, emozioni e comportamenti dall’attività di reti di neuroni?

The quest: il neuronal switch

Come attivare selettivamente una popolazione di cellule per capire se provoca davvero una determinata funzione?

The hero: Chlamydomonas reinhardtii

Una minuscola alga verde che usa la luce per orientarsi e sopravvivere.

The discovery: la channelrhodopsin

Una proteina che trasforma direttamente la luce in flusso di ioni attraverso una membrana cellulare.

The revolution: l’optogenetica

Portare quell’interruttore nei neuroni e utilizzare la luce per controllarne l’attività con precisione.

È questa una storia che racconta molto bene perché esiste un Nobel per la ricerca di base.

  Infografica generata con AI, elaborazione originale su contenuti SAE Salute

“A volte, per comprendere il cervello umano, bisogna cominciare osservando come un’alga cerca la luce.”

Bibliografia e Fonti

The Nobel Prize, Announcement of the 2026 Nobel Prize in Physiology or Medicine, Diretta streaming ufficiale, 5 ottobre 2026, Nobel Prize Outreach / Nobel Assembly at Karolinska Institutet

Nobel Assembly at Karolinska Institutet, The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2026 – “for their discoveries concerning light-gated ion channels and optogenetics”, Stockholm, 5 ottobre 2026

Nagel G, et al., Channelrhodopsin-1: a light-gated proton channel in green algae, Science, 2002

Nagel G, et al., Channelrhodopsin-2, a directly light-gated cation-selective membrane channel, Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 2003

Boyden ES, Zhang F, Bamberg E, Nagel G, Deisseroth K., Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity, Nature Neuroscience, 2005

Deisseroth K. Optogenetics, Nature Methods. 2011

Deisseroth K., Optogenetics: 10 years of microbial opsins in neuroscience, Nature Neuroscience, 2015

Karolinska Institutet / Nobel Assembly, The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2026