神经元处于静息状态时,胞内钙离子浓度很低。当神经元激活后,膜上钙离子通道打开胞外钙离子内流使胞内钙离子浓度瞬时上升10-100倍。也就是说神经元活性与钙离子浓度有一个严格的对应关系。光纤记录通过钙荧光蛋白检测钙离子的浓度,当钙离子浓度升高,荧光蛋白与钙离子结合后就会发出荧光,被从而光纤记录检测到。