大脑由数十亿神经元构成复杂网络，这些细胞通过电信号传递信息，形成感知、认知、记忆等各类脑功能。多通道电生理技术凭借多位点同步记录能力，突破传统单通道记录的局限，使神经元个体放电与群体协同活动的并行观测成为可能。要掌握这一核心技术，需先厘清其靶向记录的两类关键信号——神经元Spike与局部场电位（Local Field Potential，LFP）。

神经元Spike：单个细胞的活动印记

神经元Spike，即动作电位，是神经元对外界刺激或内部信号产生反应的基本形式，也是单个神经元活动的直接表征。其产生源于神经元膜电位的快速变化，当细胞膜受到足够强度的刺激时，离子通道迅速开放，钠离子内流引发膜电位去极化，形成短暂而尖锐的电信号脉冲。这种脉冲信号具有全或无的特性，幅度通常在几十微伏到一百微伏之间，持续时间仅数毫秒。

多通道电生理技术对Spike的记录，依赖于微电极阵列对神经元附近电场变化的捕捉。电极尖端需贴近神经元胞体或轴突起始段，才能有效采集到这种局部化的快速信号。对Spike信号的分析，核心在于spike sorting（锋电位分类），通过信号的幅度、波形特征等参数，区分不同神经元的放电活动。这一过程能明确单个神经元的放电频率、放电模式等关键信息，帮助研究者定位特定神经元在神经环路中的功能角色。

Local Field Potential：群体活动的宏观呈现

与Spike记录单个神经元活动不同，Local Field Potential记录的是电极周围一定范围内（通常数百微米）大量神经元同步活动产生的综合电信号。这些信号主要来源于神经元树突的突触后电位，以及神经纤维的局部电流，其幅度可达数毫伏，频率范围覆盖从0.1赫兹到数百赫兹的宽谱区间。

LFP的形成与神经群体的同步化活动密切相关。当大量神经元在相同时间尺度上产生突触后电位时，其电场效应会相互叠加，形成可被电极捕捉的宏观信号。多通道电生理技术对LFP的记录优势在于，能通过多个电极位点的信号对比，构建神经活动的空间分布图谱，揭示不同脑区或同一脑区内不同位点的群体活动协同性。对LFP的分析常聚焦于特定频率波段（如theta波、gamma波）的功率变化，这些波段的波动与学习记忆、注意力等脑功能状态存在明确关联。

多通道技术：整合个体与群体的观测工具

多通道电生理技术的核心价值在于实现Spike与LFP的同步记录与联合分析。两种信号虽源于不同尺度的神经活动，但存在紧密的内在联系：Spike的发放模式会影响局部区域的同步化程度，进而改变LFP的波形特征；而LFP所反映的群体活动背景，又会调控单个神经元的兴奋性，影响Spike的发放概率。

技术实现层面，多通道电极阵列的设计是关键。阵列需兼顾微电极的空间分辨率与信号采集的稳定性，确保同时捕捉到单个神经元的微弱Spike信号和群体的LFP信号。信号采集后，需通过专用数据处理系统进行降噪、分离与分析，剔除电噪声和运动伪迹对信号的干扰，保障数据的可靠性。这种技术体系为从微观到宏观解析神经活动提供了统一的观测平台，让研究者既能追踪单个神经元的“精准指令”，又能把握神经群体的“协同节律”。

神经元Spike与Local Field Potential信号分别承载单个神经元与群体神经元的活动信息，其同步记录与联合分析，为从微观到宏观解码神经环路功能提供了直接手段。多通道电生理技术的成熟与应用，不仅深化了对大脑信息处理规律的认知，更在神经疾病机制研究、脑机接口开发等领域搭建了关键技术桥梁。