本发明揭示了一种从钙离子荧光观测值中获取神经元动作电位出现时刻的采样算法，包括如下步骤：S1、使用约束非负反卷积方法从给定的钙离子荧光观测值Y中获取脉冲峰值时刻spt0；S2、使用spt0作为脉冲峰值时刻采样的初始状态值，计算脉冲峰值时刻采样的建议分布标准偏差σi；S3、得到脉冲峰值时刻采样的建议分布生成候选脉冲峰值时刻spt*；S4、计算脉冲峰值时刻的接受概率α(spti‑1,spt*)；S5、将α(spti‑1,spt*)与(0,1)中均匀分布的随机数R进行比较，得到新的脉冲峰值时刻spti。本发明能够拟合出更为接近于原始荧光观测值的数值，获取到了更为精确的脉冲峰值时刻，具有很高的使用及推广价值。