神经元通过电进行通信，因此，为了了解神经元如何产生记忆等大脑功能，神经科学家必须追踪神经元电压在毫秒级的变化(有时变化很微妙)。在《自然通讯》杂志的一篇新论文中，麻省理工学院的研究人员描述了一种能够大幅提高这种能力的新型图像传感器。

这项发明由谢尔曼·费尔柴尔德教授马特·威尔逊的皮考尔学习与记忆研究所实验室的博士后学者张杰领导，是对科学成像中使用的标准“CMOS”技术的一种新尝试。在标准方法中，所有像素同时打开和关闭——这种配置具有内在的权衡，其中快速采样意味着捕获更少的光。

新芯片可以单独控制每个像素的时序。这种安排提供了“两全其美”的效果，相邻像素可以相互补充，从而在不牺牲速度的情况下捕获所有可用光线。

在研究中描述的实验中，张和威尔逊的团队展示了“像素级”可编程性如何使他们能够改善神经电压“尖峰”的可视化，神经电压“尖峰”是神经元用来相互通信的信号，甚至是这些尖峰事件之间不断发生的更细微的瞬时电压波动。

“作为我们研究方法的一部分，用单脉冲分辨率进行测量非常重要，”资深作者威尔逊说，他是麻省理工学院生物学和脑与认知科学系 (BCS) 的教授，他的实验室研究大脑在清醒探索和睡眠期间如何编码和完善空间记忆。“思考大脑内的编码过程、单个脉冲和这些脉冲的时间对于理解大脑如何处理信息非常重要。”