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当我们在世界各地移动时，电信号和化学信号不断地在我们的大脑中闪过，但它需要一个高速摄像机和一个进入大脑的窗口来捕捉它们转瞬即逝的路径。

加州大学伯克利分校的研究人员现在已经制造了这样一种相机：一种显微镜，可以每秒对警觉的老鼠的大脑成像1,000 次，首次记录毫秒电脉冲通过神经元的过程。

“这真的很令人兴奋，因为我们现在能够做一些人们以前做不到的事情，”首席研究员、加州大学伯克利分校物理学和分子与细胞生物学副教授 Na Ji说。

新的成像技术在最先进的显微镜中结合了双光子荧光显微镜和全光学激光扫描，可以每秒高达 3,000 次的速度对穿过小鼠大脑新皮质的二维切片进行成像。这足以追踪流经大脑回路的电信号。

有了这种技术，像 Ji 这样的神经科学家现在可以在电信号在大脑中传播时对其进行计时，并最终寻找与疾病相关的传输问题。

该技术的一个关键优势是，它将允许神经科学家跟踪任何给定脑细胞从其他脑细胞接收到的数百到数万个输入，包括那些不会触发细胞放电的脑细胞。这些亚阈值输入——无论是兴奋还是抑制神经元——逐渐加起来，触发细胞激发动作电位，将信息传递给其他神经元。

从电极到荧光成像

记录大脑电击的典型方法是通过嵌入组织中的电极，在毫秒级电压变化经过时仅检测到来自少数神经元的信号。新技术可以精确定位实际的放电神经元，并逐毫秒地跟踪信号路径。

“在疾病中，许多事情正在发生，甚至在你看到神经元放电之前，就像所有亚阈值事件一样，”加州大学伯克利分校海伦威尔斯神经科学研究所的成员吉说。“我们从未研究过亚阈值输入会如何改变疾病。现在，我们有办法解决这个问题。”

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