Nuestra comprensión de la función de las neuronas que contienen catecolaminas se ha visto favorecida por los métodos neuroanatómicos de visualización de estas neuronas
Hace casi dos décadas, Falck y Hillarp aprovecharon el hecho de que en presencia de formaldehído las catecolaminas se ciclizan para formar productos intensamente fluorescentes . Con un microscopio de fluorescencia se podían visualizar las neuronas que contenían catecolaminas en secciones finas obtenidas de tejidos previamente expuestos al vapor de formaldehído. Una modificación del método utiliza ácido glioxílico y ha dado como resultado una mayor sensibilidad y un fluoróforo más estable para una visualización aún mejor de los finos axones y terminales.
Una vez purificadas las enzimas que sintetizan las catecolaminas, fue posible obtener antisueros contra cada enzima y localizar la enzima mediante inmunocitoquímica. Se pueden incubar secciones finas de tejido con anticuerpos contra una enzima concreta, por ejemplo, conejo anti-DBH, y luego incubarlas con un segundo anticuerpo unido a un marcador, como fluoresceína o peroxidasa de rábano. Estos marcadores pueden ser fácilmente visualizados y examinados con un microscopio. Mediante esta técnica, las neuronas que contienen PNMT y que sintetizan epinefrina pueden distinguirse de las neuronas noradrenérgicas que carecen de PNMT; del mismo modo, las neuronas noradrenérgicas que contienen DBH pueden separarse de las neuronas que contienen DA y que no poseen esta enzima. La clonación de los genes que codifican para las enzimas biosintéticas catecolaminérgicas permite utilizar la hibridación in situ para localizar los ARNm dentro de neuronas concretas.
Por último, se ha aprovechado experimentalmente el proceso de captación altamente selectivo de las catecolaminas. Así, tras la incubación con NE radiactiva, se pueden demostrar los axones noradrenérgicos a nivel ultraestructural mediante técnicas autorradiográficas. Alternativamente, tras la administración del congénere 5-hidroxidopamina, que se absorbe activamente y se almacena dentro de las vesículas, los terminales que contienen catecolaminas pueden distinguirse por la presencia de densos precipitados de 5-hidroxidopamina dentro de sus vesículas. Además, se han utilizado anticuerpos contra los transportadores en la inmunocitoquímica y se han mapeado sus ARNm mediante hibridación in situ. Estos estudios confirman en general los hallazgos de los anteriores.