Fényérzékeny ioncsatornák vagy pumpák specifikus neuronokba történő bevezetésével a kutatók rövid fényimpulzusokkal be- vagy kikapcsolhatják ezeket a sejteket. Az optogenetika néven ismert módszer a genetikai célzást optikai vezérléssel ötvözi, és átalakította az idegi áramkörök tanulmányozását.

A csatornarodopszinok kék fénnyel megvilágítva depolarizálják a neuronokat; a halorodopszinok és a rokon pumpák sárga vagy zöld fénnyel hiperpolarizálják őket. Mivel az opszinok sejttípus-specifikus promóterek alatt expresszálhatók, a meghatározott populációk milliszekundum pontossággal szabályozhatók, miközben a környező sejtek változatlanok maradnak. Az optikai szálak vagy a mikro-LED-tömbök a szabadon mozgó állatok mélyebb struktúráiba is eljuttatják a fényt.

Az optogenetikát arra használták, hogy azonosítsák a specifikus viselkedésekhez elegendő áramköröket, teszteljék a szükségességet elnémítással, és vizsgálják az idegi kódok időzítési követelményeit. Klinikai fordítását olyan állapotok esetén vizsgálják, mint a vakság és bizonyos mozgásszervi rendellenességek. A technika ereje a sejtspecificitás és a nagy időbeli felbontás kombinációjában rejlik.

Egyetlen fényvillanás most már feltárhatja egy pontosan meghatározott idegi populáció ok-okozati hozzájárulását.