要了解大脑这样复杂的系统,有效的观测手段是不可缺少的。数十年来,细胞外电生理学一直是人们记录大脑信号的主要手段,但由于其固有局限性,新的观测方法应势而生,其中钙成像方法突破了电生理方法的许多局限性,例如钙成像能同时记录数量更多的神经元并且能确保长时间内记录到的是同一细胞。所以,钙成像方法以其突出优势,逐渐成为有效的工具,并且在一些动物上成功实现。本文要实现的目标就是在小鼠运动皮层成功记录到钙成像,并利用钙成像代替以往的电信号,作为神经解码范式——小鼠压杆中的信号源,解码小鼠的压杆动作。我们采用了 3种钙成像手术方式,一共在49只小鼠上进行了手术探索,最终有2种方法获得了成功,分别在2只和3只小鼠大脑皮层中成功记录到了神经元信号。我们对其中4只小鼠进行压杆训练,并同步记录了钙成像和小鼠的压杆动作。最终每只鼠都成功完成3次任务,每次任务持续12-20分钟。本文进一步利用单光子成像信号提取流程对每次任务获取到的钙成像视频进行神经信号增强、运动校正、神经元信号提取等处理,最终获取了神经元钙信号变化轨迹。最后利用主成分分析和t分布的随机邻近嵌入对钙信号进行降维,将低维的钙信号特征样本作为支持向量机的输入,用来判别小鼠是否在进行压杆动作。实验结果表明,每只小鼠每次压杆任务时记录到的钙信号均能成功用于判别压杆动作,成功率均在99%以上。