鈣離子通過參與多種細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑來調(diào)控絕大多數(shù)類型神經(jīng)元的功能,。由于鈣離子信號在已知的細胞器結(jié)構(gòu)中發(fā)揮其特定的功能，鈣離子成像顯得尤為重要,。在神經(jīng)系統(tǒng)中,，由于神經(jīng)元的多樣性，導(dǎo)致鈣離子功能也多樣化,。在突觸前膜,，鈣內(nèi)流激發(fā)貯存神經(jīng)遞質(zhì)的神經(jīng)小泡向胞外釋放；在突觸后膜,，樹突棘內(nèi)鈣水平瞬間升高,，介導(dǎo)了突觸可塑性；在細胞核內(nèi),，鈣信號能夠調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄?，F(xiàn)在常使用的鈣離子指示劑有化學性鈣離子指示劑（ChemicalIndicators）和基因編碼鈣離子指示劑（GeneticallyEncodedIndicators）兩類。專業(yè)的鈣成像顯微鏡使得鈣成像變的直接,。美國光遺傳鈣成像聯(lián)系方式

利用鈣成像技術(shù)記錄大腦活動,，隨著功能光學成像技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)學家們已經(jīng)可以研究腦區(qū)和神經(jīng)元內(nèi)部的工作情況,。功能鈣成像技術(shù)就是其中之一,，其主要原理是將外源性熒光信號和生理現(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內(nèi)游離鈣離子濃度，以此細胞的功能狀態(tài),。目前它被廣泛應(yīng)用于實時監(jiān)測一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,，從而判斷其功能活動。該技術(shù)的出現(xiàn)使得科學家可以親眼目睹神經(jīng)信號在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中時間和空間上的傳遞穿梭,。北京神經(jīng)細胞鈣成像價格多少進行鈣測定必須借助外界的某種可視化物質(zhì)作為它的標志物,。

哺乳動物進入睡眠后神經(jīng)元活動發(fā)生了戲劇性的變化，覺醒的神經(jīng)元活動被認為會增加睡眠需求,。其他腦細胞(膠質(zhì)細胞)在自然睡眠-覺醒周期中的變化以及它們在睡眠調(diào)節(jié)中的作用相對來說還沒有被研究過,。華盛頓州立大學ElsonS.Floyd醫(yī)學院生物醫(yī)學系的MarcosG.Frank研究團隊于2020年9月24日在CurrentBiology上發(fā)表論文“ARoleforAstroglialCalciuminMammalianSleepandSleepRegulation”，通過使用滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡發(fā)現(xiàn)額葉皮層的星形膠質(zhì)細胞鈣濃度隨睡眠和清醒而變化,，會在睡眠剝奪后改變,，并調(diào)節(jié)睡眠需求。

現(xiàn)在有三種在神經(jīng)元上填充鈣離子指示劑的方法,，且都可以用于體內(nèi)和體外研究,。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經(jīng)元中,。此方法方便實驗者控制單個神經(jīng)元內(nèi)的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經(jīng)元,，觀察對象為一群神經(jīng)元,。盡管此方法可能導(dǎo)致一些膠質(zhì)細胞也被指示劑所標記，但提高了整體神經(jīng)元的標記百分比,，使研究者得以觀察到一群神經(jīng)元內(nèi)動作電位相關(guān)性的活動,。第三種也較為常用，通過病毒轉(zhuǎn)染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑,。（A）單細胞注射法,；（B）networkloading法；（C）通過病毒轉(zhuǎn)染使其基因編碼鈣離子指示劑（expressionofgeneticallyencodedcalciumindicators,GECI）鈣離子成像可以用于感知覺,，學習記憶,，社會性行為等各種各樣的研究中。

解決鈣成像裝置對核磁成像的干擾：考慮到金屬對核磁成像的影響,，研究人員在核磁共振成像的模塊上裝上了鈣成像模塊,，該成像模塊所有的金屬元件全部被更換為非導(dǎo)電塑料?？紤]到磁場對光纖記錄系統(tǒng)的干擾,，減少鈣信號的噪音，將相干光纖激光器與核磁共振放置相鄰不同的房間,。解決鈣成像和核磁成像區(qū)域的一致性：在成像過程中,，以皮層區(qū)域的血管分布為參照物，以保證鈣成像和核磁成像的區(qū)域基本保持一致,。但在實際成像中，鈣離子變化和血氧水平依賴性信號所響應(yīng)的區(qū)域并不是完全重合,。因此研究人員將響應(yīng)區(qū)域內(nèi)的信號變化幅度進行均一化,，盡量避免因統(tǒng)計閾值引起差異。多種鈣離子指示劑和鈣成像手段的存在使研究人員能夠根據(jù)具體的實驗需要進行選擇,。美國光遺傳鈣成像聯(lián)系方式

長時間追蹤相同細胞,，進行可重復(fù)的科學研究對自由行為動物進行慢性鈣成像研究。美國光遺傳鈣成像聯(lián)系方式

一項由葡萄牙尚帕莫未知中心,，牛津大學,，哥倫比亞大學，荷蘭鹿特丹伊拉斯謨大學,，麻省理工學院,，倫敦大學，德國MaxPlanck生物控制論研究所,，德國圖歐賓根大學多方合作的研究于2020年11月4日在Neuron上發(fā)表了題為TheAnteriorCingulateCortexPredictsFutureStatestoMediateModel-BasedActionSelection的文章,，作者通過一個新的兩步謎題任務(wù)了解基于模型的決策使用對行為具體后果的預(yù)測,，在小鼠的一系列決策任務(wù)中使用Inscopix顯微鈣成像和光遺傳學來證明前扣帶皮層（ACC）預(yù)測了行動將導(dǎo)致的狀態(tài)，而不僅*是預(yù)測它們是好是壞,，并判斷結(jié)果是否與這些預(yù)測相符,。研究結(jié)果表明，ACC是基于模型的控制的關(guān)鍵節(jié)點,，在預(yù)測所選操作的未來狀態(tài)方面發(fā)揮著特定作用,。美國光遺傳鈣成像聯(lián)系方式