Desta vez, a luz voltou a receber o Prêmio Nobel: desta vez, aprendemos a usar a luz para “acionar um interruptor” no cérebro.

No dia 5 de outubro, horário local, a Academia Karolinska, na Suécia, anunciou que o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2026 seria concedido à optogenética, “o uso da luz para ativar e desativar células cerebrais”. Ao longo de 125 anos, a luz já foi reconhecida pelo Nobel pela quinta vez — desde os raios X, que permitem enxergar ossos, passando pelo LED azul, que ilumina milhões de lares, até chegar hoje ao feixe de luz azul que interage diretamente com neurônios. Há uma linha clara: conhecer a luz → compreender a luz → produzir luz → usar a luz para regular a vida → usar a luz para controlar a vida.

A primeira conquista (1901): ver o mundo invisível

Na noite de 8 de novembro de 1895, em um laboratório da Universidade de Würzburg, na Alemanha, o físico Wilhelm Röntgen manuseava um tubo de raios catódicos. Para evitar vazamento de luz, ele envolveu o tubo completamente com papel preto. Contudo, no instante em que aplicou a corrente elétrica, notou que um pedaço de papel revestido com material fluorescente, situado a cerca de um metro de distância, emitia um leve brilho.

Como a luz conseguiu atravessar o papel preto?

Nas seis semanas seguintes, Röntgen viveu e trabalhou integralmente no laboratório. Ele descobriu que esses raios invisíveis podiam penetrar madeira, livros e tecidos, mas eram bloqueados por ossos e metais. Em 22 de dezembro de 1895, pediu à esposa, Bertha, que colocasse a mão sobre uma chapa fotográfica, resultando na primeira radiografia médica da história — com contornos claros dos ossos e o anel de casamento nitidamente visíveis. Dizem que, ao ver a imagem, Bertha exclamou: “Eu vi minha morte.”

【Ilustração 2: A mão da esposa de Röntgen】Nota: Em 22 de dezembro de 1895, a primeira radiografia médica da humanidade — a mão esquerda da esposa de Röntgen, com ossos e anel de casamento claramente visíveis (foto histórica, domínio público)

Por não saber do que se tratava, Röntgen adotou a letra “X”, usada na matemática para representar incógnitas, como nome para essa nova forma de radiação. Esse “não saber” abriu precisamente uma nova dimensão no conhecimento humano: a fronteira da luz vai muito além da estreita faixa percebida pelos olhos.

【Ilustração 3: O espectro eletromagnético】Nota: O espectro eletromagnético é uma grande família; a luz visível representa apenas uma parte extremamente estreita, enquanto os raios X ocupam comprimentos de onda ainda mais curtos

Um detalhe importante: Röntgen não solicitou patente alguma para os raios X e doou o prêmio do primeiro Nobel de Física, em 1901, à universidade. Hoje, desde as tomografias hospitalares até os sistemas de segurança nos aeroportos, essa descoberta “gratuita” salva inúmeras vidas todos os anos.

A segunda conquista (1921): decifrar o “núcleo quântico” da luz

Röntgen permitiu que a humanidade visse uma nova forma de luz; Einstein, por sua vez, ajudou a compreender sua natureza essencial.

A história começa com um fenômeno experimental “anômalo”. Cientistas observaram que, quando a luz incide sobre uma superfície metálica, ela pode ejetar elétrons (fenômeno chamado “efeito fotoelétrico”). No entanto, algo estranho ocorria: mesmo sob forte luz vermelha, nenhum elétron era liberado; já a fraca luz ultravioleta conseguia provocar essa emissão instantânea, sem qualquer acúmulo de energia prévio.

De acordo com a teoria dominante na física durante séculos — segundo a qual a luz é uma onda —, a energia das ondas deveria ser transmitida de forma contínua; portanto, bastaria que a luz fosse suficientemente intensa e permanecesse por tempo suficiente para gerar a ejeção de elétrons. Mas os fatos experimentais contradiziam essa explicação clássica.

Em 1905, aos 26 anos, o funcionário do escritório de patentes Albert Einstein propôs uma hipótese revolucionária: a luz não é uma onda contínua, mas sim um conjunto discreto de “balas de energia” — posteriormente denominadas “fótons”. A energia dessas balas depende exclusivamente da frequência da luz (cor), sendo independente da luminosidade. Uma luz vermelha de baixa frequência é como um punhado de pequenos grãos de areia incapazes de quebrar uma casca de noz; por outro lado, fótons de alta frequência, mesmo em quantidade reduzida, podem ejetar um elétron.

【Ilustração 4: O princípio do efeito fotoelétrico】Nota: Modelo das “balas de energia” do efeito fotoelétrico — a energia dos fótons depende da frequência (cor), não da luminosidade

Essa hipótese parecia tão absurda até mesmo para o físico experimental Robert Millikan, que passou dez anos tentando refutá-la por meio de experimentos; porém, seus resultados acabaram confirmando exatamente a fórmula proposta por Einstein — o próprio Millikan recebeu o Nobel de Física em 1923 por esse trabalho.

Assim, o Nobel de Física de 1921 foi concedido a Einstein. Vale ressaltar que ele obteve o prêmio graças ao efeito fotoelétrico, e não à teoria da relatividade. Essa descoberta estabeleceu a “dupla natureza onda‑partícula” da luz, lançando as bases de toda a mecânica quântica. Hoje, os painéis solares, as câmeras de celular e as comunicações por fibra ótica baseiam-se nessa pequena “partícula de luz”.

A terceira conquista (2014): criar a luz azul que ilumina o mundo

Os dois primeiros prêmios Nobel premiaram o “conhecimento da luz”; já o terceiro celebrou a “produção de luz” — e foi o mais relevante para todos nós.

O LED (diodo emissor de luz) não é novidade: nas décadas de 1950 e 1960, surgiram sucessivamente LEDs de luz vermelha e verde. No entanto, a criação de um LED azul revelou-se um desafio mundial por três décadas. A razão era simples: sem combinar as cores primárias — vermelho, verde e azul —, não se consegue produzir luz branca, e o LED jamais entraria no mercado de iluminação. Na época, lâmpadas incandescentes de baixa eficiência e lâmpadas fluorescentes contendo mercúrio dominavam o cenário global.

【Ilustração 5: Como o LED azul gera luz branca】Nota: Sem luz azul, não há luz branca — atualmente, a solução predominante para lâmpadas LED consiste em chips azuis combinados com fósforo amarelo

A dificuldade do LED azul residia nos materiais: era necessário um semicondutor chamado nitreto de gálio, cujos cristais eram extremamente difíceis de cultivar, apresentavam muitas imperfeições e tendiam a quebrar facilmente. Grandes empresas como a RCA haviam desistido já na década de 1970. No entanto, Isamu Akasaki e Hiroshi Amano, da Universidade de Nagoya, no Japão, decidiram enfrentar esse desafio: em 1986, eles criaram uma camada de “buffer” de nitreto de alumínio sobre um substrato de safira, conseguindo finalmente produzir cristais de nitreto de gálio de alta qualidade; em 1989, superaram também o problema da “dopagem tipo p”, desenvolvendo o primeiro protótipo de LED azul com brilho adequado. Enquanto isso, numa pequena empresa química de apenas duzentos funcionários, a Nichia Chemical, em Tokushima, no Japão, o engenheiro Shuji Nakamura adotou uma abordagem inovadora para melhorar o equipamento, produzindo em 1993 o primeiro LED azul de alta luminosidade do mundo e sendo o pioneiro a levá-lo ao mercado.

Em 2014, o Nobel de Física foi concedido a esses três cientistas, com a seguinte justificativa: “A invenção de um LED azul eficiente trouxe uma fonte de luz branca brilhante e energeticamente eficiente.” O presidente do comitê avaliador foi direto ao ponto: “Muitas grandes empresas tentaram, mas todas fracassaram; foram esses três que perseveraram.”

Hoje, a iluminação por LED economiza cerca de 80% de energia em comparação com as lâmpadas incandescentes, fazendo com que a participação global da iluminação no consumo energético continue a diminuir. Esse “beijo” trouxe vida e calor ao cotidiano.

A quarta conquista (2017): afinal, a luz está “ajustando o relógio” de nossos organismos

Se as três primeiras conquistas pertenciam à física, a quarta levou o Nobel do laboratório para dentro da própria vida.

Quase todos os seres vivos possuem um “relógio biológico” que completa um ciclo de aproximadamente 24 horas: acordam ao nascer do sol e dormem ao anoitecer. Mas como exatamente a luz consegue ajustar esse relógio? Os vencedores do Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2017 — Hall, Rosbash e Young — desvendaram o mistério usando moscas-das-frutas.

A história começou em 1971: cientistas do Instituto de Tecnologia da Califórnia descobriram que, entre as moscas-das-frutas, existia uma mutação em que alguns relógios biológicos andavam mais rápido, outros mais devagar e alguns simplesmente paravam de funcionar — tudo relacionado a um gene chamado period. Em 1984, Hall, Rosbash e Young clonaram independentemente esse gene e montaram um sofisticado “engrenagem molecular”:

• À noite, o gene period entra em ação, produzindo proteína PER, que vai se acumulando progressivamente;

• Essa proteína PER acumulada migra para o núcleo celular, onde “desliga” o próprio gene responsável pela produção — como se estivesse pisando no próprio freio;

• De manhã, a proteína PER começa a se degradar, o freio é liberado e o gene volta a funcionar, iniciando um novo ciclo diário;

• Importante: existe outra proteína, a TIM, que é sensível à luz e se decompõe ao receber luz — essa é a chave molecular que permite à luz “zerar e ajustar” o relógio biológico todas as manhãs.

【Ilustração 6: O circuito de retroalimentação do relógio biológico】Nota: A engrenagem molecular do relógio biológico — a proteína PER se acumula à noite e se autoinibe, enquanto a luz da manhã, ao decompor a proteína TIM, “ajusta” o relógio

Mas como a luz consegue transmitir esse sinal ao cérebro? Em 2002, os cientistas encontraram a resposta: além dos cones e bastonetes responsáveis pela visão, nosso olho possui um terceiro tipo de célula fotossensível — a célula ganglionar ipRGC, contendo melanopsina, que não participa da formação de imagens, mas informa diretamente o quartel-general do relógio biológico no cérebro, sendo especialmente sensível à luz azul em torno de 480 nanômetros.

【Ilustração 7: Por que a luz azul é mais estimulante】Nota: O olho possui duas famílias de receptores de luz — os cones, responsáveis pela formação de imagens, e as ipRGC, sensíveis à luz azul (mais sensíveis a 480 nm)

Isso explica um paradoxo da vida moderna: por que ficar mexendo no celular antes de dormir deixa a gente cada vez mais acordado? Porque a luz azul da tela coincide com a faixa de 480 nanômetros — equivalente a enviar um telegrama errado ao seu relógio biológico, dizendo “agora é dia” bem no meio da madrugada. A privação de sono, os turnos noturnos e os voos intercontinentais, associados a distúrbios metabólicos, problemas de sono e até maiores riscos de doenças, têm como causa subjacente justamente esse desregulamento do ritmo circadiano. Já em 2007, a Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer classificou o “trabalho em turnos que desregula o ritmo circadiano” como fator carcinogênico de classe 2A.

Para a indústria da iluminação, esse Nobel tem um significado profundo: a luz não é apenas uma ferramenta para iluminar espaços, mas também um “sinal de tempo” que regula a vida — exatamente a base científica dos conceitos recentes de “iluminação centrada no ser humano” e “iluminação saudável”.

A quinta conquista (2026): usar um feixe de luz para acionar interruptores no cérebro

Hoje (5 de outubro de 2026), a Academia Karolinska, na Suécia, anunciou que o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina deste ano seria concedido a Karl Deisseroth, Peter Hegemann e Georg Nagel, em reconhecimento às suas “descobertas sobre canais iônicos controlados por luz e optogenética”. Os três dividirão igualmente o prêmio de 12 milhões de coroas suecas (cerca de 8,02 milhões de yuans).

A origem dessa história remonta a uma alga unicelular.

Nas décadas de 1990, Hegemann ficou intrigado com uma questão: por que a alga Chlamydomonas, uma espécie unicelular, reage tão rapidamente à luz? A percepção visual humana requer uma série de reações químicas que levam pelo menos 10 milissegundos, enquanto a resposta da alga é mais de 20 vezes mais rápida. Ele e Nagel finalmente encontraram a resposta na alga — canal rodopsina: uma proteína que fica adormecida na membrana celular; ao receber luz azul, seus canais iônicos se abrem como portas, permitindo a entrada de íons carregados e gerando diretamente um sinal elétrico. Trata-se de uma conversão fotoelétrica em “velocidade da luz”, sem qualquer etapa intermediária de transmissão química.

Mais interessante ainda: eles descobriram que, ao transplantar o gene dessa proteína para outras células, aquelas que antes não respondiam à luz passaram a desenvolver “interruptores fotossensíveis”.

Deisseroth assumiu o papel mais crucial: em 2005, introduziu o gene do canal rodopsina em células nervosas de ratos, utilizando luz azul para desencadear sinais neuronais com sucesso; em 2007, levou essa tecnologia ainda mais longe, usando fibras ópticas para conduzir luz azul diretamente ao cérebro de camundongos vivos, iluminando com precisão neurônios específicos — assim nasceu a optogenética (optics + genetics).

【Ilustração 8: O princípio da optogenética】Nota: Optogenética — implantar nas células nervosas “interruptores controlados por luz” provenientes de algas; ao receber luz azul, esses interruptores são ativados em milissegundos

A revolução trazida por essa técnica reside no fato de que, anteriormente, ao estudar o cérebro, os cientistas só podiam “observar” — identificar uma área cerebral que se ilumina e supor que ela esteja ligada a determinado comportamento, sem conseguir provar a causalidade. Agora, é possível, como se estivesse pressionando teclas de um computador, abrir ou fechar com precisão grupos específicos de neurônios, comprovando diretamente “o que exatamente essas células estão controlando”. Como se formam as memórias, como se codifica o medo, como se desenvolve o vício, onde estão os circuitos anormais da doença de Parkinson e da epilepsia — nas últimas duas décadas, milhares de laboratórios ao redor do mundo abriram a caixa-preta do cérebro usando essa “chave de luz”. O presidente do comitê do Nobel comentou: “A optogenética oferece a possibilidade de mapear o cérebro de maneira que sempre sonhamos.”

Além disso, essa tecnologia já está avançando rumo à clínica: em 2016, uma mulher cega por retinite pigmentosa em Dallas, EUA, participou do primeiro teste clínico de optogenética do mundo — implantando o gene da proteína fotossensível nas células restantes da retina, substituindo as células fotossensíveis mortas por sinais artificiais de luz. O objetivo final da equipe de pesquisa é permitir que os cegos voltem a “ver”.

【Ilustração 9: Da iluminação à conversa com a vida】Nota: Ao longo de 125 anos, a humanidade evoluiu em cinco etapas no uso da luz

Olhando para trás, após essas cinco conquistas, surge uma linha clara:

• 1901: conhecer a luz — revelou-se que há muito mais além da luz visível;

• 1921: compreender a luz — mostrou-se que a luz é composta por minúsculas partículas de energia quantizada;

• 2014: produzir luz — pela primeira vez, a humanidade dominou fontes artificiais de luz eficientes e baratas;

• 2017: regular a vida — a luz ajusta diariamente nosso relógio biológico através dos olhos;

• 2026: controlar a vida — a luz tornou-se um interruptor preciso para dialogar diretamente com os neurônios.

De “iluminar o mundo” a “dialogar com a vida”, o papel da luz nas mãos da humanidade mudou completamente. Para os profissionais da iluminação, que convivem com a luz há toda a vida, esta é tanto a melhor nota de rodapé da era quanto um convite: à medida que a luz passa a ser prescrita como “medicamento”, quem a compreende verá seu palco crescer cada vez mais.

Nota de reprodução

Este artigo foi reproduzido do canal de WeChat “Guang Ju Ju Guang Le Le”, escrito por “Xiaoyao Shan Ren Xiaoyao Feng”.