神经元活动被用作从最基本的冲动指标到计算机模型的一切，但我们对它的理解充其量是基本的。霍华德休斯医学研究所珍妮利亚研究校区的研究员、今天在《科学》杂志上发表的一项研究的合著者埃里克·施雷特说，我们用来检测大脑活动的方法也很有限——即使研究人员知道他们试图跟踪的是什么，这些工具也只能做这么多。但他的团队认为已经找到了一种方法来帮助他们。

要想知道神经元在做什么，最直接的方法就是跟踪它们发出的脉冲。”施雷特说：“测量电信号是可能的，但结果证明确实很困难。”。相反，他引用了两种基本的方法，这两种方法都有一系列的权衡。一种方法使用荧光蛋白作为传感器，当它们与钙结合时会变得更亮，当钙消散时会变暗。荧光蛋白可能最著名的是在黑暗中的老鼠或兔子身上产生发光。神经元的活动伴随着钙的突然增加，所以如果你把它们引入动物体内，用显微镜观察它的大脑，你就能看到蛋白质在发生变化时变亮。

“其实挺漂亮的。”

但你的观点仅限于小范围，而且没有永久性的记录。”一旦你移动你的显微镜或者关掉你的显微镜，就没有办法知道活动在哪里。另一方面，如果你在寻找更广阔的视野，可以追踪在大脑活动中表达的基因子集，但这只能在更长的时间内测量神经元。为了解决这些局限性，Schreiter和他的团队将两者的区别分为两部分：你可以获得整个大脑活动的永久记录，但它可以捕捉几秒钟内发生的事情，而不是几十分钟或几小时内发生的事情。

从技术上讲，这是钙追踪技术的一个转折。这项工作开始于试图让一种蛋白质的颜色变化更容易检测——研究人员没有从绿色变为更强烈的绿色，而是创造了一种当暴露在紫罗兰光下时从绿色永久变为红色的颜色。经过改良，它只在钙和光的存在下才有反应，成为一种神经元跟踪工具。“钙调光激活比率积分器”这个名称是一个满口都是的名称，但它缩短到更可口的名字坎帕里。

CaMPARI蛋白仍处于“1.0版”

到目前为止，研究小组已经在老鼠、果蝇和斑马鱼幼虫身上测试了这种蛋白质，以测量大脑活动。例如，斑马鱼被暴露在这种蛋白质下，然后在各种条件下放置在紫外光下：麻醉、自由游泳，或者放在极热和极冷的环境中(斑马鱼幼虫的皮肤是透明的，这使得光线很容易渗入大脑；对于像老鼠这样的动物，研究人员必须在头骨上切一扇窗。）当他们的大脑在之后被成像时，他们已经永久性地记录了绿色和品红混合的神经活动。”它实际上相当漂亮，”施雷特说。

绿色荧光蛋白最早是在20世纪60年代从水母中分离出来的，研究人员钱罗杰（Roger Tsien）在90年代中期将其转化为一系列的标记工具（2008年因其努力获得诺贝尔奖）功不可没。从那以后，科学家们一直在不断完善和阐述这项技术，寻找新的颜色和新的行为。例如，麻省理工学院的科学家开发出一种蛋白质，它只对特定细胞类型的钙有反应。Schreiter说，现在判断CaMPARI的应用可能还为时过早，但至少，实时、灵活但永久的成像技术可以为科学家提供一种新的方法，在跟踪动物的行为时获得快速反馈。”他说：“我们不知道所有这些应用程序都将是什么。”我们的工作就是让尽可能多的生物学家掌握这些新工具。”

Schreiter说，CaMPARI方法还处于早期阶段。现在，动物需要比他所希望的更多的光照——这会影响它们的行为，损害大脑组织。他说：“研究小组希望使这种蛋白质适应其他信号，而不仅仅是钙。”我们称之为新工具的1.0版。”

更正：这篇文章的前一个版本错误地描述了施赖特的雇主。霍华德休斯医学院不是麻省理工学院的一部分。我们对这个错误感到遗憾。