在Neo4j中进行索引优化时，可能会遇到以下难题：
- 索引创建和管理：手动索引不会随数据变化自动更新，而自动索引在Neo4j 3.x版本中已被模式索引取代，这要求开发人员对索引类型有深入理解。
- 索引对性能的影响：索引虽然可以提高查询性能，但也会占用额外的磁盘空间，并可能影响数据更新速度。
- 大规模数据集的处理：在处理大规模数据集时，索引的构建和优化变得更加复杂，需要考虑索引的效率和数据更新的速度。
综上所述，Neo4j索引优化是一个复杂的过程，需要综合考虑索引类型、性能影响、数据规模以及查询优化等多个方面。