运用先进技术听到每个神经元“说话”

有了脑电图，还不足以让我们和神经元进行更为深入的交流，因为我们听到的只是神经元们的大合唱，还是没法知道每个神经元在说些什么。

为了将麦克风递到每个神经元的手上，科学家们进行了大量实验。最终，他们通过将一根细长的金属电极插入动物脑中，实现了对神经元“个别交谈”的聆听。这就是胞外记录（extracelluar recording）——一种在细胞外记录群体神经元活动的方法。通过这种方法，神经元发放的动作电位就能被电极和与电极相连的放大器记录下来。就如同每个人都会有自己的语调一样，每个神经元也有自己独特的动作电位。通过分析动作电位的不同形状，我们就可以区分不同神经元所发出的不同声音。有些神经元是寡言的智者，它们只在关键的时刻发表自己决定性的意见；而有一些神经元像是滔滔不绝的歌者，它们总是在发放着动作电位，为气氛的烘托贡献着自己的力量。

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胞外电极记录到神经元发出的动作电位（王飞绘制）

当然，想要听清楚每个“语音”的发声，必须十分靠近神经元，而且不能受其他神经元“说话”的影响。膜片钳（patch clamp）技术是一种能够记录单个神经元离子通道电流的电生理技术，同时能够不受其他神经元干扰地记录单个神经元的活动。这次，科学家们发明了一种能够紧紧抓住神经元的玻璃微电极（glass microelectrode）。当玻璃微电极靠近神经元的时候，研究人员轻轻地从玻璃微电极中吸一口气，神经元就会被电极的尖端紧紧地吸住，这样我们不仅能够通过电极来记录神经元的“声音”，还能够通过改变电压来控制神经元的“语调”，进而让神经元说出某个“短语”，也就是记录到了某种离子通道的电流。