能夠精確觀察到活生生的動物正在運作中的單一一個腦細胞，對科學家來說是研究的一大利器；過去想這樣做有困難，但現在他們有辦法了。透過綁定一種會發光的蛋白質，科學家可以即時看到腦神經細胞活動的情形，比現在常用的功能性磁振造影等方法都要更即時與精確。
蛋白質亮燈法即時反應腦細胞活動
鈣離子在腦部參與腦神經細胞的活動過程。美國霍華休斯醫學研究所的科學家，發現一種在腦部與鈣離子結合的蛋白質，當腦細胞開始活動時，這種蛋白質的顏色會從綠色變為紅色。他們稱這種蛋白質為 “CaMPARI" (calcium modulated photoactivatable ratiometric integrator)，可以做為腦細胞活動與否的指示燈。這項研究刊登在「科學」雜誌。
過往科學家試圖瞭解腦部即時運作的方式，常見的方式之一是功能性磁振造影 (fMRI)，它的原理是可以顯現出腦部血液流動的情況，當某個區域的血液流動較強，間接印證該區腦細胞有較活躍的動作，但它的缺點在於太籠統，一個像素的訊號其實代表上千個細胞的活動情形；另一方面，就算某一區域的腦細胞開始活躍，相關的血管也會在稍後才會有較多血液流動，也就是說，fMRI 看到的影像不算是即時反應腦部活動。另外還有一種方法，是在要研究的細胞中植入一個特定基因，讓細胞在有活動時，可製造出一種可觀察的特定蛋白質。但這種方法的缺點時，就算是觸動了細胞的運作，蛋白質也不是馬上就能製造出來供研究者觀察。
目前還無法應用在人體
CaMPARI 的好處在於可以立即反應神經細胞以毫秒為單位計量的活動。研究者對活的動物照射紫外光，就可以讓這種蛋白質發光，即時反應的特性可以讓研究者清楚分辨在不同時間點，有哪些神經細胞在活動。研究團隊利用基因工程改造過的病毒，將 CaMPARI 相關的基因分別植入斑馬魚、果蠅及小鼠身上，然後把斑馬魚放在不同溫度及水流的水中，把果蠅放在有不同氣味的空間中，給小鼠看電影，藉此觀察神經活動情形。
研究所的資深研究員 Eric Schreiter 強調目前這個方法還不能應用到人體，因為目前並不能把病毒植入人體中，就算牠是無害的。另外，他們也同意其他學者的看法，就是此類實驗如果擴大規模，會使得更多與 CaMPARI 綁定的鈣離子無法進行其原有的工作，等於是會干擾腦部的正常運作。
（首圖來源：Looger Lab, HHMI/Janelia）
