钙成像

钙成像是一种通过让神经元发光来观察其放电的方法。研究者无法用显微镜直接看到电信号，于是他们用上了一个巧妙的替身：每当一个神经元放电时，都会有一股钙离子短暂地涌入细胞。诀窍就在于给细胞装入一种特殊的染料或蛋白质——叫做钙指示剂——它在周围有钙时会发出更亮的光。于是，一道闪光就变成了「这个神经元刚刚放电」的可见标志。

如今最常用的指示剂是像 GCaMP 家族这样经过改造的蛋白质。由于它们是由基因构建的，科学家可以只在自己关注的那些细胞类型中、甚至在活体动物中把它们开启，然后在显微镜下同时观看成百上千个神经元一明一暗。这就把看不见的活动变成了一部闪闪发亮的影片，展现出一整群细胞协同工作的情景。

有一个值得了解的取舍。这种钙的发光，是放电的一种缓慢而间接的回声——它在不到一秒的时间里升起又消退，远比那道电光石火般的电脉冲本身迟缓得多。因此，钙成像非常适合看出哪些细胞在活动、活动在哪里，但它会模糊单个放电的精确时间点。