Beyin dokusuna ilerletilen bir mikroelektrot, tek bir nöronun aksiyon potansiyellerini izole edebilir. Bu tek hücreli kayıt tekniği, bir hücrenin çıktısının en doğrudan ölçümünü sağlar ve sistem nörobiliminin temelini oluşturmuştur.

Araştırmacılar, nöronun ateşleme aktivitesini duyusal uyaranlarla, davranışsal olaylarla veya diğer hücrelerin aktivitesiyle ilişkilendirerek, nöronun kodladığı bilgiyi çıkarırlar. Görsel kortekste yönelim seçiciliği, hipokampustaki yer hücreleri, premotor korteksteki ayna nöronları gibi klasik keşifler, tek hücreli çalışmalardan ortaya çıkmıştır. Bu yöntem, anestezi altında veya uyanık, davranış sergileyen hayvanlarda ve özel koşullar altında insan cerrahi hastalarında kullanılabilir.

Modern varyantlar arasında, aynı anda düzinelerce veya yüzlerce birimi örnekleyen çok elektrotlu diziler ve kaydedilen hücrenin etiketlenmesine olanak tanıyan hücre içi kayıt yer almaktadır. Sınırlamalar arasında, hücre tipini yalnızca hücre dışı dalga formlarından belirlemenin zorluğu ve herhangi bir bölgenin seyrek örneklenmesi yer almaktadır. Optik yöntemlerin yükselişine rağmen, tek hücre kaydı, zamansal hassasiyet ve sinyal zamanlaması analizleri açısından rakipsiz kalmaktadır.

• Tek tek nöronlardan gelen aksiyon potansiyellerini kaydeder.
• Hücresel aktiviteyi uyaranlara veya davranışlara bağlar.
• Birçok sistem düzeyindeki keşfin temeli
• Günümüzde sıklıkla çok elektrotlu dizilerle birlikte kullanılmaktadır.