幸运的是 ， 当代的工具允许这种类型的研究 ， 至少在那些位于大脑表面500微米内的部分是可以的（Broussard和Petreanu ， 2021) 。解决这一问题的实验涉及一种用于将完整哺乳动物大脑中的神经元结构和功能可视化的技术 ， 称为体内双光子显微镜 ， 并涉及移除颅骨的一部分以植入玻璃窗口 ， 从而提供对大脑的光学访问 。现在有可能使用基因工具来稀疏地表达在基因定型的神经元轴突中动态地报告跨膜电压或内部游离钙浓度的荧光团（作为跨膜电压的较慢代理 ， 具有某些重要的注意事项） ， 然后在携带这些报告者的小鼠的清醒、完整的大脑中制作快速延时电影 。当动作电位通过轴突分支点传播时 ， 以500到2000 赫兹的速度扫描双光子成像足以分辨动作电位 ， 以确定它们是否在分支点熄灭 ， 还是进入一个子分支 ， 或进入两个子分支 。然而 ， 另一种有趣的可能性是 ， 动作电位的形状在分支点处发生了改变（已知在高频爆发期间 ， 轴突末梢中的动作电位也发生了改变[ Geiger和Jonas ， 2000] ， 并对某些神经递质作出反应） 。
在我看来 ， 这是理解信息如何在神经回路中流动的一个至关重要的实验 。当我们观察到A区的神经元与B区的神经元接触时 ， 我们是否可以假设信息可靠地流向A和B之间突触连接的突触前侧？我强烈怀疑 ， 就像生物学中的大多数事情一样 ， 答案是“视情况而定” 。也许动作电位只能通过直径较大或有髓鞘的轴突的分支点可靠地传播 ， 而在较小的无髓鞘轴突中则不能传播 。也许分支点故障的概率或模式取决于所传递信息的动力 。人们可以想象 ， 例如 ， 在高频爆发期间 ， 只有最初的几个动作电位会通过分支点传播 ， 而后面的动作电位会以各种方式失败 。假设轴突的近期活动历史（例如 ， 在最后200毫秒内）可能影响分支点失效并非不合理 。最后 ， 如果轴突分支点失效被动物内部的整体状态（困倦、饥饿、焦虑、怀孕等）以及精神药物、大脑温度或麻醉所改变 ， 同样一点也不令人惊讶 。
所以 ， 你知道了 ， 这并不是一个完全新奇的想法 ， 我相信一些实验室已经在研究它的某些方面了 。当然 ， 它建立在许多其他人的实验和理论工作之上 。我认为这是理解神经回路的一个基本问题 ， 我希望你也同意 。如果我有时间 ， 我肯定会沿着这条调查之路走下去 ， 我希望你也这样做 。
【作者大卫·林登（David J. Linden） ， 系美国著名神经学家 ， 约翰·霍普金斯大学医学院神经科学系教授 ， 《神经生理学杂志》总编 ， 畅销书《进化的大脑》《寻找爽点》作者 。2021年底 ， 他曾撰文描述自己最初被确诊心脏滑膜肉瘤时的复杂感受 ， 以及直面死亡时对自己处境的体认 。确诊17个月后 ， 他对于绝症和自己的生活又有了新的感悟：“癌症晚期的诊断让我开始思考我的科学生涯 ， 思考它带给我的喜悦和惊喜 ， 以及如果我有更多的时间 ， 我将从事的实验 。”本文首发于2022年9月21日细胞出版社（Cell Press）旗下神经科学顶级期刊《神经元》（Neuron） ， _原题为为“A life in science, ending soon” 。澎湃科技获细胞出版社授权刊发此文 。本文由曹年润编译 。】

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