Mit einer von Gero Miesenböck entwickelten Methode können einzelne Neuronen über Lichtsignale ein- und ausgeschaltet werden, was die Erforschung grundlegender Schaltkreise und Funktionen im Gehirn ermöglichte. Konkret gelang es Miesenböck und seinem Team die Fruchtfliegen-Gene für das von Natur aus lichtempfindliche Protein Rhodopsin in Nervenzellen eines Wirbeltieres zu übertragen, die in einer Kultur gehalten wurden. Infolgedessen zeigten die Zellen in der Kultur Muster neuronaler Aktivität, die durch Licht hervorgerufen wurden. Aufbauend auf diesen ersten Erkenntnissen zeigte Miesenböck als Erster, dass dieser Ansatz auf ein intaktes Lebewesen, Fruchtfliegen, übertragen werden kann und dass man durch die optische Aktivierung bestimmter Schaltkreise sogar das Verhalten der Tiere verändern kann.

Nach dem Medizinstudium in Innsbruck forschte Miesenböck in den 1990er Jahren in den USA am Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York City. Seit 1999 arbeitete er dort zudem an der Cornell University. Nach dem Wechsel an die Yale University in New Haven/USA 2004 ging Miesenböck 2007 zurück nach Europa, wo er Waynflete Professor für Physiologie an der University of Oxford/UK wurde. In Oxford brachte er 2011 als Gründungsdirektor das Zentrum für Neuronale Schaltkreise und Verhalten auf den Weg. Der gebürtige Österreicher ist Mitglied der Nationalen Akademien der Wissenschaften Österreichs, des Vereinigten Königreichs und Deutschlands. Für seine Forschungserfolge erhielt er außerdem zahlreiche Preise – etwa 2018 den Rumford Prize der American Academy of Arts and Sciences, 2020 den Hongkonger Shaw Prize in Life Science and Medicine oder 2022 den Louisa Gross Horwitz Prize der Columbia University in New York City/USA.

Mit dem Japan Prize wird ihm gemeinsam mit Leopoldina-Mitglied Karl Deisseroth einer der renommiertesten Forschungspreise Asiens zuerkannt. Die Japan Prize Foundation würdigt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die kreative und bahnbrechende Errungenschaften erzielt haben und damit zu großen Fortschritten in ihren Bereichen und für die gesamte Menschheit beitragen. An die Preisträgerinnen und Preisträger aus den Feldern „Life Science“ sowie „Electronics, Information and Communication“ werden jährlich insgesamt 50 Millionen Yen (ca. 490.000 Euro) ausgeschüttet.