Unser Verständnis der Funktion katecholaminhaltiger Neuronen wurde durch neuroanatomische Methoden zur Sichtbarmachung dieser Neuronen gefördert
Vor fast zwei Jahrzehnten machten sich Falck und Hillarp die Tatsache zunutze, dass Katecholamine in Gegenwart von Formaldehyd zu intensiv fluoreszierenden Produkten zyklisieren. Mit einem Fluoreszenzmikroskop konnten Neuronen, die Katecholamine enthielten, in Dünnschnitten sichtbar gemacht werden, die aus Gewebe gewonnen wurden, das zuvor Formaldehyddampf ausgesetzt war. Eine Abwandlung der Methode unter Verwendung von Glyoxylsäure führte zu einer höheren Empfindlichkeit und einem stabileren Fluorophor für eine noch bessere Sichtbarmachung der feinen Axone und Terminals.
Nachdem die Enzyme, die Katecholamine synthetisieren, gereinigt worden waren, war es möglich, Antiseren gegen jedes Enzym zu gewinnen und das Enzym durch Immunzytochemie zu lokalisieren. Dünne Gewebeschnitte können mit einem Antikörper gegen ein bestimmtes Enzym, z. B. Kaninchen-Anti-DBH, und anschließend mit einem zweiten Antikörper inkubiert werden, der mit einem Marker wie Fluorescein oder Meerrettichperoxidase verbunden ist. Diese Marker lassen sich mit einem Mikroskop leicht sichtbar machen und untersuchen. Mit dieser Technik können die PNMT-haltigen Neuronen, die Epinephrin synthetisieren, von den noradrenergen Neuronen ohne PNMT unterschieden werden; ebenso können die noradrenergen Neuronen, die DBH enthalten, von den DA-haltigen Neuronen, die dieses Enzym nicht besitzen, getrennt werden. Die Klonierung der Gene, die für die biosynthetischen Enzyme der Katecholamine kodieren, ermöglicht es, die mRNAs in bestimmten Neuronen durch In-situ-Hybridisierung zu lokalisieren.
Schließlich wurde die hochselektive Aufnahme von Katecholaminen experimentell ausgenutzt. So können noradrenerge Axone nach Inkubation mit radioaktivem NE auf ultrastruktureller Ebene durch autoradiographische Techniken nachgewiesen werden. Alternativ können nach Verabreichung des Kongeners 5-Hydroxydopamin, das aktiv aufgenommen und in den Vesikeln gespeichert wird, Katecholamin-haltige Terminals durch das Vorhandensein von dichten Ausfällungen von 5-Hydroxydopamin in ihren Vesikeln unterschieden werden. Außerdem wurden Antikörper gegen Transporter in der Immunzytochemie verwendet und ihre mRNAs durch In-situ-Hybridisierung kartiert. Diese Studien bestätigen im Allgemeinen die Ergebnisse früherer Studien.