鈣離子通過參與多種細胞內(nèi)信號傳導途徑來調(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。鈣成像系統(tǒng)具有單細胞分辨率的大視野的特征。合肥動物神經(jīng)元鈣成像nVoke

鈣成像具有以下幾個優(yōu)勢：1.非侵入性：鈣成像技術(shù)可以在活物細胞或組織中進行觀察，無需破壞細胞或組織的完整性，因此是一種非侵入性的技術(shù)。2.高時空分辨率：鈣成像技術(shù)可以實時觀察細胞內(nèi)鈣離子的動態(tài)變化，具有較高的時空分辨率。可以捕捉到鈣離子濃度的瞬時變化，揭示細胞內(nèi)信號傳導的快速過程。3.多樣性：鈣成像技術(shù)可以使用不同的熒光探針或基因工程技術(shù)，實現(xiàn)對不同類型的細胞或組織進行鈣成像?？梢愿鶕?jù)需要選擇適合的探針或方法，擴展應(yīng)用范圍。4.可定量分析：通過鈣成像技術(shù)可以獲得熒光信號的強度，可以進行定量分析，了解鈣離子濃度的變化程度?？梢酝ㄟ^比較不同條件下的鈣成像結(jié)果，研究因素對鈣離子信號的調(diào)控作用。5.可應(yīng)用于多個領(lǐng)域：鈣成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學、細胞生物學、藥理學等領(lǐng)域?？梢匝芯可窠?jīng)元活動、細胞信號傳導、細胞凋亡等生物過程，有助于揭示生物學機制和疾病發(fā)生及發(fā)展的過程。綜上所述，鈣成像技術(shù)具有非侵入性、高時空分辨率、多樣性、可定量分析和廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域等優(yōu)勢，成為研究細胞內(nèi)鈣離子動態(tài)變化的重要工具。哈爾濱熒光顯微鈣成像動物行為學鈣成像系統(tǒng)在自由行為動物上對鈣離子動態(tài)進行單細胞分辨率級別的持久成像。

鈣離子成像技術(shù)（Calciumimaging）是指利用鈣離子指示劑監(jiān)測組織內(nèi)鈣離子濃度的方法，常用于神經(jīng)系統(tǒng)的研究，指示神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化，提示神經(jīng)元活動。其原理在于借助鈣離子濃度與神經(jīng)元活動之間的嚴格對應(yīng)關(guān)系，利用特殊的熒光染料或者蛋白質(zhì)熒光探針（鈣離子指示劑，<spanlang=EN-US>Calciumindicator），將神經(jīng)元中鈣離子的濃度通過熒光強度表現(xiàn)出來，并被顯微鏡捕捉，從而達到監(jiān)測神經(jīng)元活動的目的。鈣離子在神經(jīng)元功能中起著重要的作用：它們作為細胞內(nèi)的信號可觸發(fā)響應(yīng)，如改變基因表達和突觸囊泡中神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。由于細胞內(nèi)有離子泵在各種信號刺激下選擇性地運輸這些離子，胞內(nèi)鈣濃度是高度動態(tài)的。鈣成像利用鈣離子流的優(yōu)勢，在活神經(jīng)細胞上直接可視化鈣信號。

細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當神經(jīng)細胞興奮時，會產(chǎn)生一個電沖動，在此時，細胞外的鈣離子回流入該細胞內(nèi)，促使這個細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì)，神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子相結(jié)合，促使這個一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推，神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去，從而構(gòu)成復雜的信號體系，形成了學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中，鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。鈣成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用于同時監(jiān)測成百上千個神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化。

近年來出現(xiàn)了通過植入性的microscope或microlens進行freelymoving動物鈣成像的技術(shù)。如光纖成像法：使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦，從特定腦區(qū)發(fā)出的熒光信號被光纖收集，然后通過相機成像。動物頭部只需植入GRINlens，方便活動，而且可以同時植入多個lens來觀察不同的腦區(qū)之間的聯(lián)系和相互作用。還有直接植入動物大腦的微型熒光顯微鏡，將GRINlens直接植入皮層下的海馬，下丘腦，丘腦等區(qū)域，可以監(jiān)測深部腦區(qū)的神經(jīng)元活動。這種微型顯微鏡的重量只有幾克，不會影響動物自由活動，可以提供800μm600μm視野和1.50μm橫向分辨率。傳統(tǒng)鈣成像實驗要求成像的光路極為穩(wěn)定。重慶inscopix鈣成像nVista3.0

鈣成像技術(shù)能直接測量神經(jīng)元和神經(jīng)元組織中動態(tài)的鈣流動。合肥動物神經(jīng)元鈣成像nVoke

哥倫比亞大學ZuckermanMind大腦行為研究所的RuiM.Costa課題組于2020年10月7日在Cell雜志上發(fā)表了一篇題為AnAmygdalaCircuitMediatesExperience-DependentMomentaryArrestsduringExploration的文章，作者開發(fā)一種用于研究小鼠探索活動中瞬時停滯行為機制的新型實驗，通過行為分析、環(huán)路映射、滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡結(jié)合光遺傳學手段，提供介導經(jīng)驗依賴性的瞬時停滯行為的BLA神經(jīng)元群體的jihuo和投射證據(jù)，表明BLA-CEA環(huán)路可以作為新穎/熟悉情境的檢測器和效應(yīng)器，用于基于空間位置的熟悉程度來生成自定進度的行為停滯，這一響應(yīng)對于動物對未知環(huán)境進行安全有效的探索是至關(guān)重要的。合肥動物神經(jīng)元鈣成像nVoke