Vores forståelse af funktionen af katekolaminholdige neuroner er blevet hjulpet af neuroanatomiske metoder til visualisering af disse neuroner
For næsten to årtier siden udnyttede Falck og Hillarp det faktum, at katekolaminer i tilstedeværelse af formaldehyd cykliserer sig til at danne stærkt fluorescerende produkter. Med et fluorescensmikroskop kunne man visualisere neuroner, der indeholdt katekolaminer, i tyndsnit fra væv, der tidligere var blevet udsat for formaldehyddamp. En modifikation af metoden anvender glyoxylsyre og har resulteret i øget følsomhed og en mere stabil fluorophor til endnu bedre visualisering af de fine axoner og terminaler.
Når enzymerne, der syntetiserer katekolaminer, var oprenset, var det muligt at fremkalde antisera mod hvert enkelt enzym og lokalisere enzymet ved immunocytokemi. Tynde vævssnit kan inkuberes med et antistof mod et bestemt enzym, f.eks. kanin anti-DBH, og derefter inkuberes med et andet antistof, der er knyttet til en markør, f.eks. fluorescein eller peberrodsperoxidase. Disse markører kan let visualiseres og undersøges med et mikroskop. Ved hjælp af denne teknik kan de PNMT-holdige neuroner, der syntetiserer epinephrin, adskilles fra de noradrenerge neuroner, der ikke indeholder PNMT; på samme måde kan noradrenerge neuroner, der indeholder DBH, adskilles fra de DA-holdige neuroner, der ikke har dette enzym. Kloning af de gener, der koder for katekolaminergiske biosyntetiske enzymer, gør det muligt at anvende in situ-hybridisering til at lokalisere mRNA’er inden for bestemte neuroner.
Endeligt har man eksperimentelt draget fordel af den meget selektive optagelsesproces for katekolaminer. Efter inkubation med radioaktivt NE kan noradrenerge axoner således påvises på ultrastrukturelt niveau ved hjælp af autoradiografiske teknikker. Alternativt kan katekolaminholdige terminaler efter indgivelse af kongeneren 5-hydroxydopamin, som optages aktivt og lagres i vesiklerne, identificeres ved tilstedeværelsen af tætte udfældninger af 5-hydroxydopamin i deres vesikler. Der er også blevet anvendt antistoffer mod transportører i immunocytokemi og deres mRNA’er er kortlagt ved in situ-hybridisering. Disse undersøgelser bekræfter generelt resultaterne fra tidligere undersøgelser.