Une microélectrode introduite dans le tissu cérébral permet d'isoler les potentiels d'action d'un neurone individuel. Cette technique d'enregistrement unitaire offre la mesure la plus directe de l'activité cellulaire et a constitué un fondement pour les neurosciences systémiques.

En corrélant l'activité neuronale avec des stimuli sensoriels, des événements comportementaux ou l'activité d'autres cellules, les chercheurs déduisent l'information codée par ce neurone. Des découvertes majeures – la sélectivité d'orientation dans le cortex visuel, les cellules de lieu dans l'hippocampe, les neurones miroirs dans le cortex prémoteur – sont issues d'études sur des neurones individuels. Cette méthode peut être utilisée chez des animaux anesthésiés ou éveillés, en activité, et, dans certains cas particuliers, chez des patients humains subissant une intervention chirurgicale.

Les variantes modernes comprennent les réseaux multi-électrodes qui échantillonnent simultanément des dizaines, voire des centaines d'unités, et l'enregistrement juxtacellulaire qui permet le marquage de la cellule enregistrée. Leurs limitations incluent la difficulté d'identifier le type cellulaire à partir des seuls signaux extracellulaires et l'échantillonnage limité de chaque région. Malgré l'essor des méthodes optiques, l'enregistrement unitaire reste inégalé en termes de précision temporelle et d'analyse de la chronologie des potentiels d'action.

• Enregistre les potentiels d'action de neurones individuels
• Relie l'activité cellulaire aux stimuli ou au comportement
• Fondements de nombreuses découvertes systémiques
• Désormais souvent associés à des réseaux multi-électrodes