神經(jīng)元是大腦中的細(xì)胞。它們形狀像小星星，閃爍并向彼此發(fā)出信號。信號沿著長卷須(稱為樹突)上下傳播，從神經(jīng)元星形體的每個(gè)點(diǎn)延伸出來。神經(jīng)元的放電就像圣誕燈一樣被束縛在電路中，形成了我們思想和行動的微光。
但單個(gè)神經(jīng)元決定放電的過程尚不完全清楚。每個(gè)神經(jīng)元都可以通過其樹突接收來自其他腦細(xì)胞的信號。其中一些會興奮神經(jīng)元，使其更接近放電，而另一些則會使其平靜下來。樹突可以將其接收到的所有信號(包括平靜信號和興奮信號)相加，并將總和傳遞給神經(jīng)元的細(xì)胞體。然后，神經(jīng)元將來自其樹突的所有信號相加，并使用該總和來決定是否激發(fā)。研究人員仍然不完全理解這個(gè)過程。為了研究它，神經(jīng)科學(xué)家需要監(jiān)測細(xì)樹突分支中電信號的方法。這個(gè)視頻展示了一種利用光同時(shí)探索神經(jīng)元不同區(qū)室中電信號的新方法。光的強(qiáng)度揭示了神經(jīng)元該部分的電壓：
該視頻顯示了三個(gè)連續(xù)的電壓波(來自三個(gè)神經(jīng)脈沖)從神經(jīng)元的細(xì)胞體傳播到其樹突。顏色代表光強(qiáng)度。光的強(qiáng)度與神經(jīng)元表面的電壓成正比;黑色是該等級上的最小強(qiáng)度，紅色是最大強(qiáng)度。
圖片來源：康涅狄格大學(xué)
為了追蹤所有這些電信號，神經(jīng)科學(xué)家過去必須將微小的電極連接到細(xì)小的樹突分支上。但這種方法既麻煩又困難。
最近，神經(jīng)科學(xué)家開始創(chuàng)造熒光蛋白，當(dāng)神經(jīng)元收到電信號時(shí)，它就會發(fā)光。這就是視頻中所顯示的內(nèi)容。這些基因編碼電壓指示器(GEVI)有可能提高我們記錄神經(jīng)元電壓的能力。這就是許多神經(jīng)元同時(shí)發(fā)出熒光的發(fā)光效果：
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