Un microelectrod introdus în țesutul cerebral poate izola potențialele de acțiune ale unui neuron individual. Această tehnică de înregistrare a unei singure unități oferă cea mai directă măsură a producției unei celule și a fost fundamentală pentru neuroștiința sistemelor.

Prin corelarea acțiunilor neuronale cu stimulii senzoriali, evenimentele comportamentale sau activitatea altor celule, cercetătorii deduc informațiile pe care neuronul le codifică. Descoperirile clasice - selectivitatea orientării în cortexul vizual, celulele de plasare în hipocampus, neuronii oglindă în cortexul premotor - au apărut din studii pe o singură unitate. Metoda poate fi utilizată la animale anesteziate sau treze, care se comportă bine și, în circumstanțe speciale, la pacienți umani supuși unor intervenții chirurgicale.

Variantele moderne includ rețele multi-electrozi care eșantionează zeci sau sute de unități simultan și înregistrare juxtacelulară care permite etichetarea celulei înregistrate. Limitările includ dificultatea de a identifica tipul de celulă doar din formele de undă extracelulare și eșantionarea rară a oricărei regiuni date. În ciuda creșterii metodelor optice, înregistrarea pe o singură unitate rămâne de neegalat pentru precizia temporală și analizele de sincronizare a vârfurilor.

• Înregistrează potențialele de acțiune ale neuronilor individuali
• Leagă activitatea celulară de stimuli sau comportament
• Fundația multor descoperiri la nivel de sistem
• Acum adesea combinat cu rețele cu mai mulți electrozi