自從科學家們開始研究大腦以來，經常會被問到的一個問題就是他們所觀察到的生物學現象是否與特定的外在的行為有關。研究者們對神經元的生物物理特性、分子機制以及細胞間相互作用等已經有了深入的研究，但這些機制對于個體的行為究竟有哪些影響目前仍不清楚。

Kwon博士等人則通過對大腦整體進行觀察找到了其中的奧秘，相關結果發(fā)表在最近一期的《nature technology》雜志上。這項技術被稱為“Cal-light”是通過鈣離子以及光線調控基因的表達。這項技術能夠幫助研究者們高度特異性地觀察與調控神經元的活性，并且有希望能夠使得研究者們鑒定出神經元與行為之間的關系。

直到目前，研究者們如果希望實時觀測神經元活性的話需要依賴鈣成像技術，這項技術得益于活化后的神經元會發(fā)生鈣離子的內流現象。利用熒光染料標記鈣離子，從而使得研究者們能夠觀察到神經元的激活過程，但這種方法并不能對特異類群的神經元進行單獨標記。

“Cal-light”技術是建立在傳統(tǒng)的鈣成像與最近興起的光遺傳學技術的基礎上的。它能夠將熒光蛋白的表達于神經元的戶型以及光照聯系起來。僅僅當神經元受到光照刺激激活的時候，才會有熒光信號的產生，而當研究者們關閉光線之后，神經元將停止發(fā)光，從而大幅提高了信噪比以及實時特異性。一旦研究者們鑒定出一類參與了特定功能的神經元之后，他們將能夠利用光遺傳學手段調控這些細胞的表達。這能夠幫助他們高度精細化地研究神經元的功能，并且尋找神經元與行為之間的因果關系。

為了證明這一技術有效，研究者們首先在細胞水平以及小鼠模型中進行了驗證。他們利用該技術對某一類神經元進行了標記，并通過施加某種行為上的刺激，觀察該神經元的活化情況。此外，通過光遺傳學的手段調控某些基因的表達，看能否阻斷小鼠上述行為的發(fā)生。

這一技術對于神經元的標記以及調控具有十分深遠的意義，適用于解決許多復雜的神經生物學問題。

原標題：Nat Biotechnol：新技術幫助揭示行為背后的復雜神經元激活機制