Микроэлектрод, введенный в ткань мозга, позволяет изолировать потенциалы действия отдельного нейрона. Этот метод регистрации активности отдельных нейронов обеспечивает наиболее прямое измерение активности клетки и лежит в основе системной нейронауки.

Сопоставляя активность нейрона с сенсорными стимулами, поведенческими событиями или активностью других клеток, исследователи делают выводы о кодируемой нейроном информации. Классические открытия — избирательность к ориентации в зрительной коре, нейроны места в гиппокампе, зеркальные нейроны в премоторной коре — были сделаны на основе исследований отдельных нейронов. Этот метод можно использовать на животных под наркозом или в состоянии бодрствования, а также, при особых обстоятельствах, у пациентов, перенесших хирургические операции.

Современные варианты включают многоэлектродные массивы, позволяющие одновременно регистрировать активность десятков или сотен нейронов, и внеклеточную запись, позволяющую маркировать регистрируемую клетку. К ограничениям относятся сложность определения типа клетки только по внеклеточным сигналам и разреженная выборка в любой заданной области. Несмотря на развитие оптических методов, регистрация активности отдельных нейронов остается непревзойденной по временной точности и анализу времени возникновения спайков.

• Регистрирует потенциалы действия отдельных нейронов.
• Связывает клеточную активность со стимулами или поведением.
• Основа многих открытий на системном уровне
• Теперь часто комбинируются с многоэлектродными матрицами.