对神经元编码机制的研究一直以来都是热点,但是以往的研究大多集中在单个神经元的层面,对群体神经元的研究较少。而在体钙成像技术能够稳定地同时记录数百个神经元的活动,因此我们拟利用此技术对一个操作式条件反射行为中群体神经元的活动模式进行研究。本研究以大鼠为实验对象,运用单光子在体钙成像技术进行研究。本研究建立了简易的大鼠行为模型,大鼠通过探鼻获得奖励,根据大鼠不同的探鼻时长,给予不同量的奖励,探鼻时间越长奖励越多。我们对大鼠进行持续两周的训练,并且在此过程中记录了大鼠行为任务中内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)锥体神经元的钙信号。行为实验结果表明,连接钙成像设备后,大鼠的行为操作没有受到明显的影响。经过手术的实验大鼠能够很快地学会这一任务,而且在经过一段时间的训练之后,其选择延迟奖励的比率和平均探鼻时长都明显增加。在体钙成像结果表明,大鼠mPFC有两类活动相反的神经元集群编码大鼠探鼻的行为信息,这两类集群的细胞数量存在明显差异,并且这一差异与大鼠的行为冲动性相关,在探鼻时活动被抑制的神经元集群细胞数量越多,大鼠的平均探鼻时间会越长;在这一操作式条件反射行为中,大鼠mPFC锥体神经元编码多种行为信息。本研究建立了稳定的单光子在体钙成像方法,并且对行为任务中大鼠内侧前额叶皮层神经元集群的活动进行了研究,对于了解神经元集群的编码机制具有一定意义。