Met een micro-elektrode die in hersenweefsel wordt ingebracht, kunnen de actiepotentialen van een individuele neuron worden geïsoleerd. Deze single-unit recording-techniek biedt de meest directe meting van de output van een cel en is van fundamenteel belang geweest voor de systeemneurowetenschap.

Door de activiteit van een neuron te correleren met sensorische prikkels, gedragsmatige gebeurtenissen of de activiteit van andere cellen, kunnen onderzoekers de informatie afleiden die dat neuron codeert. Klassieke ontdekkingen – oriëntatieselectiviteit in de visuele cortex, plaatscellen in de hippocampus, spiegelneuronen in de premotorische cortex – zijn voortgekomen uit onderzoek naar afzonderlijke neuronen. De methode kan worden gebruikt bij verdoofde of wakkere, actieve dieren en, onder speciale omstandigheden, bij chirurgische patiënten.

Moderne varianten omvatten multi-elektrode-arrays die tientallen of honderden neuronen tegelijk registreren, en juxtacellulaire registratie waarmee de geregistreerde cel gelabeld kan worden. Beperkingen zijn onder andere de moeilijkheid om het celtype te identificeren op basis van extracellulaire golfvormen alleen en de beperkte bemonstering van een bepaald gebied. Ondanks de opkomst van optische methoden blijft registratie van individuele neuronen ongeëvenaard wat betreft temporele precisie en analyse van de timing van actiepotentialen.

• Registreert actiepotentialen van individuele neuronen.
• Koppelt cellulaire activiteit aan prikkels of gedrag.
• De basis van vele ontdekkingen op systeemniveau
• Nu vaak gecombineerd met multi-elektrode-arrays.