細胞內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diyi個細胞興奮時，產生了一個電沖動，此時，細胞外的鈣離子流入該細胞內，促使該細胞分泌神經遞質，神經遞質與相鄰的下一級神經細胞膜上的蛋白分子結合，促使這一級神經細胞產生新的電沖動。以此類推，神經信號便一級一級地傳遞下去，從而構成復雜的信號體系，*終形成學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經系統中，鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態下大部分神經元細胞內鈣離子濃度約為50-100nM，而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍，增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經遞質的過程必不可少。功能性多神經元鈣成像是一種通過記錄神經元內Ca2+信號變化,監測大量神經元動作電位的光學記錄技術。北京神經元鈣成像nVista3.0

想要對鈣離子的動態變化進行有效的檢測，鈣離子指示劑的選擇顯得尤為重要。鈣離子熒光指示劑在未結合鈣離子前幾乎無熒光，與鈣離子結合后，熒光強度xianzhu增強。利用這一原理，可以通過指示劑的信號強弱來觀察細胞內鈣離子濃度水平的變化。根據激發光波長范圍，鈣離子指示劑可以分為可見光激發和紫外光激發，而根據其工作原理又可以分為比率和非比率型。常見的鈣離子指示劑有以下幾種：紫外光激發Ca2+熒光探針、可見光激發Ca2+熒光探針、轉基因Ca2+指示劑。重慶inscopix鈣成像供應商鈣成像技術能直接測量神經元和神經元組織中動態的鈣流動。

利用鈣成像技術記錄大腦活動，隨著功能光學成像技術的發展，神經學家們已經可以研究腦區和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一，其主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度，以此細胞的功能狀態。目前它被廣泛應用于實時監測一群相關神經元內鈣離子的變化，從而判斷其功能活動。該技術的出現使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。

解決鈣離子信號和BOLD信號轉換：功能核磁共振成像主要依賴于神經元興奮后局部耗氧與血流振幅的不一致，通過測定血氧水平依賴性（BOLD）信號間接反映神經元活動。而鈣成像技術則是直接通過鈣離子濃度變化反映神經元活動。將這兩種技術聯用，需要考慮BOLD信號和鈣離子濃度變化之間的轉換。研究人員通過卷積函數比較好化的將鈣離子信號轉換為BOLD信號，實現這兩者之間比較大的關聯。研究人員利用鈣離子指示劑工具小鼠發現在低頻刺激下（0.009–0.08赫茲），小鼠皮層鈣離子活動變化與BOLD信號的一致性比較好。此外，鈣離子活動變化與BOLD功能連接的關聯存在區域的依賴性：鈣離子和BOLD連接強度相關性在桶狀皮層與同側半球內的腦區呈正相關關系（同步化），但與對側半球內的腦區呈負相關。這種區域功能依賴性表明BOLD的連接來自于不同細胞群的協同神經活動。清醒動物腦功能鈣成像的微型顯微鏡的研究在不斷實踐中。

鈣離子在很多生理活動中都發揮著重要作用，除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色，鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一：當神經元膜電位發生去極化，產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時，細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開，大量鈣離子內流，包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜，下游神經元就得以接受到上游的信號。因此，鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位，從而幫助我們了解神經元集群的活動，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。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現高分辨率和高信噪比。哈爾濱超微顯微鈣成像nVista

神經方面科學迫切需要一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術。北京神經元鈣成像nVista3.0

鈣離子通過參與多種細胞內信號傳導途徑來調控絕大多數類型神經元的功能。由于鈣離子信號在已知的細胞器結構中發揮其特定的功能，鈣離子成像顯得尤為重要。在神經系統中，由于神經元的多樣性，導致鈣離子功能也多樣化。在突觸前膜，鈣內流激發貯存神經遞質的神經小泡向胞外釋放；在突觸后膜，樹突棘內鈣水平瞬間升高，介導了突觸可塑性；在細胞核內，鈣信號能夠調控基因轉錄。現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。北京神經元鈣成像nVista3.0

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