描绘特异性神经通路的方法
研究人员采用多种方法定位和标记脑结构和神经通路，这些神经通路参与组织应激反应。在这些方法中，有针对神经递质、神经肽的脑内微透析技术，对原癌基因的免疫细胞化学和原位杂交技术，以及束路示踪技术，当它们与脑手术试验（脑核团毁损、神经通路横断）联合应用时，都是非常有用的工具。这里主要讨论三种主要的技术，即脑内微透析技术、cfos免疫组化技术和光遗传学技术。
（一）脑内微透析技术
最初，研究人员通过测量神经递质及有关物质在组织中的浓度，来鉴定参与应激诱导的神经内分泌反应的脑区。当特定脑区中检测到某种特定神经复合物时，推测该区域被激活，并且是特异性应激的解剖和功能回路。但是，要想全面理解神经元的调节作用，必须发展能够迅速测定各种神经递质进入突触间隙的输送速率，以及受体介导突触后反应幅度的方法。一般认为，在急性应激反应中，神经递质的释放、突触间隙的浓度和效应系统的激活间存在正相关。与此同时，清醒动物体内方法的发展上备受关注。因此，微透析技术作为一种新的体内方法，除了评估受体介导的生化效应，也用来处理和检测神经递质的释放和灭活。
微透析技术采用简单的原理，透析膜允许水和小于特定分子量的溶质渗透。用人工脑脊液或含有相应药物的溶液灌注微透析探针在膜旁建立浓度梯度，使物质穿过透析膜扩散。譬如，儿茶酚胺在细胞外的液体空间穿过透析膜进行扩散进入灌注液，对灌注液进行分析能够反映出细胞外液中混合物的浓度。液体电化学色谱法分析微透析中的物质仅需要极小的数量和样本，因为透析液不含蛋白质，在某些环境中能直接进行分析。微透析法也可以与其他技术联合使用（如毁损法、原位化学刺激法、药物干涉法以及解剖评估法）以增强微透析技术作为一种工具在神经内分泌学、神经病学和药理学应用中的价值。
（二）原癌基因-即刻早期基因的免疫组织化学技术
随着对脑功能认识的扩大，研究人员开始致力研究单个神经内分泌细胞的活性。即刻早期基因，如c-fos、c-Jun代表了这方面研究的前景。这些遗传因子在给予适宜的细胞外刺激后会立即反应表达，接下来在正常细胞内的传递行为、调节信号中起重要作用。因此，不同的即刻早期基因在特殊神经元的表达可能与它们的功能活动有关。并且，它们的活动将伴随产生特异性细胞神经活性物质。
c-fos是即刻早期基因应用最频繁的，大脑对快速应激刺激的反应活动方式可利用Fos免疫组织化学（对Fos蛋白产物免疫着色）或原位杂交（对c-fos的表达）作为神经元活动的标记。给予适当的刺激后，c-fos表达通常在几分钟内发生，从应激开始至应激高峰有30分钟时间。Fos蛋白质稍晚出现，由免疫组织化学方式可检测到，在给予应激源刺激60～90分钟内达最高水平。这些合成的Fos蛋白质半衰期约2小时。
早期认为即刻早期基因对不同应激源的反应相当相似和固定，进一步的研究证明，在大脑不同区域，c-fos反应具有应激源特异性。
使用其他方式探测Fos免疫反应具有一些限制。对单一神经细胞的识别可用来描绘它的解剖功能形式。缺乏c-fos感应现象并不足以说明神经活动的缺乏。Fos缺乏可说明：①一个神经细胞群不进行c-fos表达；②一些其他即刻早期基因和它们的产物对神经刺激起作用；③细胞体内的信号对引起c-fos表达是不充分的；④c-fos感应现象的阈值在不同的神经元是不同的；⑤引起c-fos表达的递质活动或第二信使没有显示、功能异常或经旁路通过了。相反，c-fos mRNA的出现并不必须伴随Fos蛋白质产物。在某些情况下，如持续或反复出现的刺激，c-fos的活动与神经元放电相分离。c-fos对长时间刺激的持续表达在不同应激状态中被观察到。慢性刺激可引起持续刺激的c-fos遗传因子表达或一定脑区神经核的神经元交替激活。这种现象是源于其他细胞内活动的机制还是刺激的强度不同则有待确定。
（三）光遗传学技术
光可被细菌、藻类等低等生命和人类等高等动物通过视紫红质系统而感知。20世纪70年代后，几种细菌和藻类通道视紫红质的发现为光控系统的诞生奠定了基础。光遗传学技术是结合遗传学和光学对生物体特定细胞实现精确光控的新兴生物技术，是一项整合了光学、软件控制、基因操作技术、电生理等多学科交叉的技术。光遗传学最初由Gero Andreas Miesenböck于2002年首次实现，2005年斯坦福大学Karl Deisseroth实验室通过在神经细胞中表达光敏蛋白，响应不同波长的光刺激实现对神经功能的调控，宣布人类正式拥有了精准操控大脑的工具。
相比起传统的研究方法，光遗传学有着无可比拟的优点。它只需要向细胞内转入一个蛋白，实际操作性强；以光作为刺激媒介，可实现神经细胞的毫秒级操控；利用光遗传技术观察神经投射；通过组织特异性启动子实现特定细胞的调控；对实验动物的创伤远远小于传统方法，且没有异物侵入组织；可以用定位的光纤来局部刺激细胞，也可以设计弥散光大范围刺激脑区。长久以来，我们对复杂的神经网络连接的理解仅停留在相关性上，光遗传学技术具有独特的高时空分辨率和细胞类型特异性两大特点，克服了传统上使用电刺激控制细胞或有机体活动的诸多缺点，为神经科学提供了一种全新的研究手段，可以微创、精准地探究特定的神经环路和大脑功能之间的关系，对神经环路的研究物种发展到了线虫、果蝇、斑马鱼、啮齿动物等。光遗传学的出现使科学家对神经环路的研究更加可控，特别是当随机检测一个神经元对于神经环路的意义时，光遗传学已经逐渐成为无脊椎动物研究行为基础的神经环路的标尺。科研工作者们已经尝试应用光遗传学来绘制信息流形成的大脑图谱，如结合功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，f MRI）或者正电子辐射断层成像（postron emission tomography，PET）的前沿技术对特定神经细胞产生的活动模式进行全脑范围的成像。
光遗传学可使科学家借助光来精确开闭特异神经元，从而达到操纵神经元活性和动物行为的目的。光遗传学技术是在细胞和系统层面研究健康和病理大脑活性的一个非常强大且有用的工具，在现代神经生物学领域应用广泛，在神经环路、行为、中枢神经系统疾病、精神疾病的机制研究中发挥着重要作用，目前已扩展到动物行为学、临床医学、分子生物学、细胞生物学等众多领域。