Sinir sistemi, biyolojik evrimin ürettiği karmaşık biyolojik bilgi işleme sistemleri arasında yer alır. Bu ağın işleyişine müdahale etme çabaları modern nörobilimde; farmakoloji, ultrason, manyetik stimülasyon, kapalı döngü kod çözme ve lezyon/ağ yaklaşımlarının yanı sıra şu iki doktrin üzerinden şekillenmiştir: İlk doktrin, hücrenin genetik ekspresyonunu modifiye ederek onu dış uyaranlara duyarlı hale getiren genetik/moleküler kodlama yaklaşımlarıdır.
Özellikle optogenetik, ışığa duyarlı opsin proteinlerinin genetik aktarım yoluyla nöronlarda ifade edilmesini sağlar. Bu opsinler ışıkla aktive olduklarında iyon kanalı veya iyon pompası gibi davranarak hücre zarındaki iyon akışını değiştirir ve böylece nöronun elektriksel aktivitesini kontrol etmeye olanak tanır. Bu nedenle optogenetik, genetik mühendisliği ile fiziksel ışık uyarımını birleştiren bir nöromodülasyon yöntemidir.