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(hào)。信號(hào)沿著長(zhǎng)卷須(稱(chēng)為樹(shù)突)上下傳播，從神經(jīng)元星形體的每個(gè)點(diǎn)延伸出來(lái)。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(dòng)的微光。
但單個(gè)神經(jīng)元決定放電的過(guò)程尚不完全清楚。每個(gè)神經(jīng)元都可以通過(guò)其樹(shù)突接收來(lái)自其他腦細(xì)胞的信號(hào)。其中一些會(huì)興奮神經(jīng)元，使其更接近放電，而另一些則會(huì)使其平靜下來(lái)。樹(shù)突可以將其接收到的所有信號(hào)(包括平靜信號(hào)和興奮信號(hào))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(lái)自其樹(shù)突的所有信號(hào)相加，并使用該總和來(lái)決定是否激發(fā)。研究人員仍然不完全理解這個(gè)過(guò)程。為了研究它，神經(jīng)科學(xué)家需要監(jiān)測(cè)細(xì)樹(shù)突分支中電信號(hào)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(hào)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(lái)自三個(gè)神經(jīng)脈沖)從神經(jīng)元的細(xì)胞體傳播到其樹(shù)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(jí)上的最小強(qiáng)度，紅色是最大強(qiáng)度。
圖片來(lái)源：康涅狄格大學(xué)
為了追蹤所有這些電信號(hào)，神經(jīng)科學(xué)家過(guò)去必須將微小的電極連接到細(xì)小的樹(shù)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(kāi)始創(chuàng)造熒光蛋白，當(dāng)神經(jīng)元收到電信號(hào)時(shí)，它就會(huì)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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