大脑由数十亿个神经元组成，是支配我们日常生活的最复杂的器官。自然地，理解大脑是最后的前沿之一，它不仅会提供基本的理解，还会为那些患有神经精神和神经疾病的人带来希望。神经元通过电信号和化学信号进行交流，形成复杂的动态电路，这些电路在正常情况下不断受到严格调节。快速的神经元电活动可以通过不断波动的细胞膜电位(电压活动)的变化来测量，因此，通过监测行为期间的电压活动，可以识别参与产生行为的神经元集合，并监测它们的活动在正常和患病条件下是如何调节的。

主流脑监测技术(如功能性磁共振成像)，特别是在临床环境中，经常测量血流量的变化，作为脑活动引起的代谢需求升高的相关因素。这些类型的测量在很大程度上是推测性的，可能会被各种其他因素混淆，因此直接测量电压活动提供了一个实时的神经元活动读数，精度更高。监测电压活动的传统方法要么非常具有侵入性(例如，通过插入电极)，要么记录部分未定义的信号(例如，使用脑电图记录未定义细胞身份来源的汇总信号)。

为了解决上述问题，人们投入了大量精力开发遗传编码电压指示器(GEVIs)。这些蛋白质可以存在于神经元细胞表面，包含一个电压感应域(一种自然检测电压变化的蛋白质片段)和一个或多个荧光蛋白(当提供足够的光能时发出不同颜色荧光的天然或合成蛋白质)。迄今为止，已经开发出具有不同颜色和特性的gevi调色板，以方便(神经)科学家开始使用转基因模型以前所未有的准确性探索因果脑网络和潜在行为的动态，其中这些gevi的存在可以限制为特定的神经元类型(在许多不同的共存类型中具有不同的特征)。使用这种方法，对大脑功能的新见解开始被揭示，包括特定的刺激(例如视觉)如何在大脑中表现出来。

在我们的文章中，我们回顾了GEVI发展的进展和已经克服的障碍，概述了使用已建立的GEVI可以探索的令人兴奋的神经科学领域，并提供了对未来挑战的看法。

出版

用于大规模皮质成像的基因编码电压指示器已经成熟。
Knöpfel T, Gallero-Salas Y, Song C
《化学与生物》2015年8月

离线阅读:

相关文章:

	EML1:研究细胞机制的切入点大脑皮层的发育是一个受到严格调控的过程，依赖于最终产生神经元的祖细胞的分裂，然后这些神经元会迁移到发育中的皮层中找到合适的位置。一定的……
	快速监测多种微生物感染的影响……细菌感染的发展是一项重大挑战，因为致病菌在医疗机构中传播，患者可能接触到在医院大量定植的复杂细菌群落。
	脂质随着衰老和神经退化而不断萎缩我记得中学的生物老师第一次向我们介绍活细胞的生化成分。我立刻就被……
	将皮肤重新编程到大脑中，以研究衰老和与年龄相关的…“不可避免的时间流逝”是一个常见的短语和一个简单的真理;在我们的生活中，我们可能会有一些影响深远的经历，成长和学习，但不可避免的是，我们会变老。它……
	震颤、抑郁和帕金森氏症的进展……对这个问题的简短回答是肯定的!帕金森病(PD)是仅次于阿尔茨海默病(AD)的第二常见的与年龄相关的进行性神经退行性疾病。它与运动有关……
	预测传感:运动信号在传感中的作用。大脑接收感官信息，并利用它来构建我们环境的表征，并指导我们的行为。然而，这些自愿行为反过来也会刺激……