要理解动物行为的神经基础，首先要能够识别动物体内的活动神经元和信号通路。虽然利用遗传编码的钙离子指示物（Geneticallyencoded calcium (Ca2+) indicators，GECIs），就能够根据神经活性发出的荧光信号来跟踪神经网络的动态。但是，GECIs类指示物的信号很短暂，需要在线监测，一旦显微镜没有及时对准正确的脑细胞，就很容易错过关键信息。

最近，霍华德•休斯医学研究所的科学家们利用分子生物学手段制造出了一种新型蛋白——光激活钙调比率计分器（calcium-modulatedphotoactivatableratiometric integrator，CaMPARI），能够克服GECIs的不足，帮助人们在不受显微镜视场限制的情况下分析大范围脑组织的神经活动。这个新工具还可以用于自由活动的动物，进而允许人们在更复杂的行为中拍摄神经活动。相关研究成果发表在2015年2月13日的Science杂志上，随后NatureMethods也在3月31号的杂志上专门介绍了这一革命性的研究成果。

研究人员从荧光蛋白Eos开始打造CaMPARI，Eos本来发绿色荧光，但紫色光照会永久改变该蛋白，使其发红色荧光。随后研究人员将其与对钙离子敏感的钙调蛋白一起整合，让荧光颜色伴随神经活动的钙离子流的变化而改变。因为CaMPARI的荧光变化需要紫色光照，实验者可以根据这一点来控制自己的实验。例如，当动物作出实验者关心的行为时，可以通过打开或关掉紫光来捕捉那一时刻动物的神经活动，进而让实验变得更简便，也更准确。

为了验证CaMPARI作为活体神经活动标志物的适用性，研究人员构建了表达CaMPARI的斑马鱼，跟踪了斑马鱼游动过程中整个大脑十秒种内的神经活动，发现斑马鱼在水温变化、水流变化或发作性诱导试剂等情况下会出现不同的应激反应，神经元的激发模式会有显著变化（下图）。更重要的是，目前尚未表现出明显的毒性和任何长期的不良影响。

研究人员也在果蝇和小鼠中验证了CaMPARI在活体神经活动研究中的重要价值。相信随着CaMPARI或类似生物传感器的开发和应用，对于神经活动的研究将会不断取得新突破。

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