मस्तिष्क के ऊतकों में डाली गई एक सूक्ष्म इलेक्ट्रोड किसी एक न्यूरॉन की क्रिया क्षमता को अलग कर सकती है। यह एकल-इकाई रिकॉर्डिंग तकनीक कोशिका के आउटपुट का सबसे प्रत्यक्ष माप प्रदान करती है और सिस्टम न्यूरोसाइंस की आधारशिला रही है।

न्यूरॉन की सक्रियता को संवेदी उत्तेजनाओं, व्यवहार संबंधी घटनाओं या अन्य कोशिकाओं की गतिविधि से जोड़कर, शोधकर्ता उस न्यूरॉन द्वारा एन्कोड की गई जानकारी का अनुमान लगाते हैं। दृश्य प्रांतस्था में अभिविन्यास चयनात्मकता, हिप्पोकैम्पस में प्लेस कोशिकाएं, प्रीमोटर प्रांतस्था में मिरर न्यूरॉन जैसी महत्वपूर्ण खोजें एकल-इकाई अध्ययनों से सामने आईं। इस विधि का उपयोग बेहोश या जागृत अवस्था में, व्यवहार करने वाले जानवरों में और विशेष परिस्थितियों में, मानव शल्य चिकित्सा रोगियों में भी किया जा सकता है।

आधुनिक तकनीकों में मल्टी-इलेक्ट्रोड ऐरे शामिल हैं जो एक साथ दर्जनों या सैकड़ों इकाइयों का सैंपल लेते हैं, और जुक्स्टासेल्यूलर रिकॉर्डिंग जो रिकॉर्ड की गई कोशिका को लेबल करने की अनुमति देती है। इसकी सीमाओं में केवल बाह्यकोशिकीय तरंगों से कोशिका प्रकार की पहचान करने में कठिनाई और किसी भी क्षेत्र का विरल सैंपलिंग शामिल है। ऑप्टिकल विधियों के विकास के बावजूद, एकल-इकाई रिकॉर्डिंग समय की सटीकता और स्पाइक-टाइमिंग विश्लेषण के लिए बेजोड़ बनी हुई है।

• यह व्यक्तिगत न्यूरॉन्स से क्रिया क्षमता को रिकॉर्ड करता है।
• कोशिकीय गतिविधि को उद्दीपन या व्यवहार से जोड़ता है
• कई प्रणाली-स्तरीय खोजों की नींव
• अब अक्सर इसे मल्टी-इलेक्ट्रोड एरे के साथ जोड़ा जाता है