神经元之间的对话对于所有神经系统活动(从呼吸到感知、思考到跑步)至关重要。然而，神经元通讯如此之快，而且规模如此之小，以至于很难准确解释它是如何发生的。在海洋生物实验室(MBL)的神经生物学课程中，通过定制成像系统进行的初步观察，使人们清楚地了解了神经元如何通过调节信号的“音调”来相互通信，而这在以前是无法实现的。场。该报告由约翰·霍普金斯大学医学院的 Grant F. Kusick 和 Shigeki Watanabe 领导，发表在本周的《自然神经科学》杂志上。
2016 年，时任神经生物学课程教师的渡边向学生介绍了关于有多少突触小泡可以融合以响应一个动作电位的争论(请观看这段 2 分钟的视频，快速回顾一下神经传递)。为了探讨这一争议，他们使用了由合著者 M. Wayne Davis、Watanabe 和 Erik Jorgensen 构想的“快速冻结”成像技术，该技术由徕卡构建，用于在神经生物学课程中进行测试。他们用电流刺激神经元以诱发动作电位，然后快速冻结神经元并拍摄图像。他们看到多个突触中的多个囊泡同时融合，这是这份《自然神经科学》报告的第一个新发现。
但还有更多。回到约翰·霍普金斯大学后，Kusick 和 Watanabe 决定通过“快速冻结”技术来了解神经传递过程，在动作电位发生后每 3 毫秒拍摄一次图像。就在那时，他们找到了一个更大问题的答案——神经元如何改变其神经传递信号的音调?
在任何给定时间，只有少数突触小泡处于“停靠”位置，这意味着已加载并准备好释放神经递质。动作电位发生后，停靠的囊泡数量立即减少 40%，因此在 2 到 3 个动作电位后，停靠的囊泡将耗尽。(也就是说，随着更多的动作电位被诱导，它们的信号或“声音”会变得越来越弱。)但他们发现，在动作电位发生后的 14 毫秒内，新的囊泡会迅速招募到对接池中，这些囊泡可以融合并融合在一起。释放神经递质，并且这种募集是短暂的，因此神经传递在毫秒时间尺度上可以强或弱。这是第一次从时间角度近距离观察神经通讯。