Ymmärryksemme katekoliamiinia sisältävien hermosolujen toiminnasta on saanut apua neuroanatomisista menetelmistä näiden hermosolujen visualisoimiseksi
Viitisen vuosikymmentä sitten Falck ja Hillarp hyödynsivät sitä tosiasiaa, että muodon läsnä ollessa formaldehydi katekoliamiinit syklisoituvat muodostaen voimakkaasti fluoresoivia tuotteita . Fluoresenssimikroskoopilla katekoliamiineja sisältävät neuronit voitiin visualisoida ohuissa leikkeissä, jotka oli saatu kudoksesta, joka oli aiemmin altistettu formaldehydihöyrylle. Menetelmän modifikaatiossa käytetään glyoksyylihappoa, ja sen tuloksena on saatu parannettua herkkyyttä ja pysyvämpää fluorofooria, joka mahdollistaa hienojen aksonien ja päätepisteiden vieläkin paremman visualisoinnin.
Kun katekoliamiineja syntetisoivat entsyymit oli puhdistettu, oli mahdollista saada aikaan antiseerumit kutakin entsyymiä vastaan ja paikallistaa entsyymi immunosytokemian avulla. Kudoksen ohuet leikkeet voidaan inkuboida tiettyä entsyymiä vastustavalla vasta-aineella, esimerkiksi kanin anti-DBH:lla, ja sitten inkuboida toisella vasta-aineella, joka on sidottu merkkiaineeseen, kuten fluoresceiiniin tai piparjuuriperoksidaasiin. Nämä merkkiaineet voidaan helposti visualisoida ja tutkia mikroskoopilla. Tätä tekniikkaa käyttämällä PNMT:tä sisältävät neuronit, jotka syntetisoivat adrenaliinia, voidaan erottaa noradrenergisistä neuroneista, joissa ei ole PNMT:tä; vastaavasti DBH:ta sisältävät noradrenergiset neuronit voidaan erottaa DA:ta sisältävistä neuroneista, joilla ei ole tätä entsyymiä. Katekolaminergisiä biosynteettisiä entsyymejä koodaavien geenien kloonaaminen mahdollistaa in situ -hybridisaation käyttämisen mRNA:iden lokalisoimiseksi tietyissä neuroneissa.
Loppujen lopuksi on kokeellisesti hyödynnetty katekolamiinien erittäin selektiivistä ottoprosessia. Näin ollen radioaktiivisella NE:llä inkuboinnin jälkeen noradrenergiset aksonit voidaan osoittaa ultrastruktuurisella tasolla autoradiografisilla tekniikoilla. Vaihtoehtoisesti 5-hydroksidopamiinin, joka imeytyy aktiivisesti ja varastoituu vesikkeleihin, antamisen jälkeen katekoliamiinia sisältävät päätelaitteet voidaan erottaa toisistaan, koska niiden vesikkeleissä on tiheitä 5-hydroksidopamiinin saostumia. Lisäksi immunosytokemiassa on käytetty transporterien vasta-aineita ja niiden mRNA:ta on kartoitettu in situ -hybridisaatiolla. Nämä tutkimukset vahvistavat yleensä aiempien tutkimusten tulokset.