神经系统的研究往往需要将高分辨率、深层成像和大切片显示相结合。 您还需要对不同类型的样本灵活成像，例如活细胞、组织、类器官和模式生物。

研究细胞转运或突触重构等快速动态过程时，需要高速显微成像。 高速显微成像的主要挑战之一是采集高分辨率图像，同时避免荧光过曝。

神经科学研究通常涉及广域和容积成像。 对减少荧光散射和背景信号的要求会使采集高对比度和分辨率的图像变得困难，而这一点在检查脑切片等致密组织的神经元结构时又特别关键。
 

神经系统的研究通常依靠共聚焦显微镜对事件和结构进行高分辨率成像。 更深层的体内成像则使用多光子显微镜，因为它能够使用近红外激发，可减少光散射，从而以至小侵入性实现深层成像。 此外，光片显微成像是光敏或 3D 样本的方法。 它可减少光毒性，并提供固有的光学切片和 3D 成像。

• 光遗传学是一种涉及到光控神经活动的技术，有助于研究特定的神经元网络和细胞信号传导。 它需要表达神经元细胞膜中的光敏蛋白。 将光遗传学与定时的毫秒精度玻璃化相结合，在纳米尺度下观察事件，这是一项用于研究动态过程中特定时间点的前景广阔的技术。
• 电生理学研究组织和细胞的电特性，包括研究神经元的电特性。 神经和肌肉细胞的功能依靠流经离子通道的离子电流。 研究离子通道的一种方法是使用膜片钳。 这种方法可以详细研究离子通道，并记录不同类型细胞的电活动，主要是神经元之类的可兴奋细胞。
  
  
  斑马鱼胚胎的伪彩色眼睛。 图像使用 TCS SP8 DLS 采集。 法国伊尔基希-格拉芬斯塔登遗传与分子细胞生物学研究所 (IGBMC) 影像中心 Basile Gurchenkov 博士提供。