विशिष्ट न्यूरॉन्स में प्रकाश-संवेदनशील आयन चैनल या पंप डालकर, शोधकर्ता प्रकाश की संक्षिप्त तरंगों से उन कोशिकाओं को सक्रिय या निष्क्रिय कर सकते हैं। ऑप्टोजेनेटिक्स के नाम से जानी जाने वाली यह विधि आनुवंशिक लक्ष्यीकरण को ऑप्टिकल नियंत्रण के साथ जोड़ती है और इसने तंत्रिका परिपथों के अध्ययन में क्रांति ला दी है।

चैनलरोडोप्सिन नीली रोशनी से प्रकाशित होने पर न्यूरॉन्स को डीपोलराइज़ करते हैं; हैलोरोडोप्सिन और संबंधित पंप उन्हें पीली या हरी रोशनी से हाइपरपोलराइज़ करते हैं। चूंकि ऑप्सिन को कोशिका-प्रकार-विशिष्ट प्रमोटरों के तहत व्यक्त किया जा सकता है, इसलिए परिभाषित आबादी को मिलीसेकंड की सटीकता के साथ नियंत्रित किया जा सकता है जबकि आसपास की कोशिकाएं अप्रभावित रहती हैं। ऑप्टिकल फाइबर या माइक्रो-एलईडी एरे स्वतंत्र रूप से घूमने वाले जानवरों में गहरी संरचनाओं तक भी प्रकाश पहुंचाते हैं।

ऑप्टोजेनेटिक्स का उपयोग विशिष्ट व्यवहारों के लिए उपयुक्त परिपथों की पहचान करने, मौन प्रयोग द्वारा आवश्यकता का परीक्षण करने और तंत्रिका कोड की समय संबंधी आवश्यकताओं की जांच करने के लिए किया गया है। अंधापन और कुछ गति संबंधी विकारों जैसी स्थितियों के लिए नैदानिक ​​उपयोग की संभावना तलाशी जा रही है। इस तकनीक की शक्ति इसकी कोशिकीय विशिष्टता और उच्च लौकिक संकल्प के संयोजन में निहित है।

अब प्रकाश की एक ही चमक से एक सटीक रूप से परिभाषित तंत्रिका समूह के कारणगत योगदान का पता लगाया जा सकता है।