新的强大工具可以在神经元人群中可视化电信号的动态活动

大脑中的信息处理依赖于不同类型神经元的种群之间的协调活动，每个都具有不同的电性能和连接。了解复杂的神经元电路处理信息是具有挑战性的，因为它需要测量指定细胞组的活动。

罗克·脑科学研究所的托马斯·克诺福德，沃克，日本和他的同事开发了一种转基因的电压传感器，可用于探测从活血脑中所定义的神经元的所定义神经元的选定群体的活性。传感器基于电压敏感蛋白，将自己插入到遗传目标的膜中神经细胞并响应于期间发生的膜电压的变化发射荧光信号神经元活动。

Knopfel的小组通过将其引入培养的小鼠海马神经元来验证传感器。通过将电极插入细胞并在显微镜下观察它们，他们发现单一的自发性神经脉冲伴随着黄色荧光的增加。

同样的结果在小鼠的大脑切片中也得到了，这些脑组织在小鼠还在子宫时就被转染了编码传感器的DNA。实验还表明，该传感器能够检测出切片中的电路活动。当使用电极在特定的细胞中诱导神经冲动时，在与之相连的细胞中观察到荧光信号。

最后，研究人员证明了传感器可以在响应自然的情况下检测活小鼠大脑中特定细胞组的活性感觉刺激。再一次，他们在胚胎小鼠身上转染了这种传感器，目标是大脑中一个被称为桶状皮层的区域，该区域接收来自胡须的信息。

当老鼠成年后，研究人员刺激它们的胡须，并通过动物头骨中较薄的区域监测桶状皮质的活动。个人的挠度胡须被发现在皮层相应区域产生荧光信号。

其他可用来监测神经元活动的光学方法都有缺点。电压敏感染料可能对细胞有毒，而基因编码的钙指示物，会根据神经元活动特征的局部钙信号发出荧光，通过缓冲钙，只能在较慢的时间尺度上提供信息，从而干扰信号通路。因此，Knöpfel和他的同事开发的电压传感器改进了它们。

“这将有助于对基本问题的调查信息处理在大脑，“Knöpfel说，”，也将适用于直接可视化认知功能。“

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