Al introducir canales o bombas iónicas sensibles a la luz en neuronas específicas, los investigadores pueden activar o desactivar esas células con breves pulsos de luz. Este método, conocido como optogenética, combina la manipulación genética con el control óptico y ha transformado el estudio de los circuitos neuronales.

Las canalrodopsinas despolarizan las neuronas al ser iluminadas con luz azul; las halorodopsinas y bombas relacionadas las hiperpolarizan con luz amarilla o verde. Dado que las opsinas pueden expresarse bajo promotores específicos de cada tipo celular, es posible controlar poblaciones definidas con precisión de milisegundos, sin afectar a las células circundantes. Las fibras ópticas o los conjuntos de micro-LEDs permiten iluminar incluso estructuras profundas en animales en movimiento.

La optogenética se ha utilizado para identificar circuitos neuronales necesarios para comportamientos específicos, para evaluar la necesidad de suprimirlos y para analizar los requisitos temporales de los códigos neuronales. Se está explorando su aplicación clínica en afecciones como la ceguera y ciertos trastornos del movimiento. La eficacia de esta técnica reside en la combinación de especificidad celular y alta resolución temporal.

Un solo destello de luz puede revelar ahora la contribución causal de una población neuronal definida con precisión.