Ons begrip van de functie van catecholamine-bevattende neuronen is geholpen door neuro-anatomische methoden om deze neuronen te visualiseren
Nagenoeg twee decennia geleden maakten Falck en Hillarp gebruik van het feit dat in aanwezigheid van formaldehyde catecholamines cycliseren om intens fluorescerende producten te vormen. Met een fluorescentiemicroscoop konden neuronen die catecholamines bevatten worden gevisualiseerd in dunne coupes van weefsel dat vooraf was blootgesteld aan formaldehydedamp. Een wijziging van de methode maakt gebruik van glyoxylzuur en heeft geresulteerd in een verbeterde gevoeligheid en een stabielere fluorofoor voor een nog betere visualisatie van de fijne axonen en terminals.
Toen de enzymen die catecholamines synthetiseren waren gezuiverd, was het mogelijk antisera tegen elk enzym op te wekken en het enzym door immunocytochemie te lokaliseren. Dunne weefselcoupes kunnen worden geïncubeerd met antilichamen tegen een bepaald enzym, bijvoorbeeld konijn anti-DBH, en vervolgens geïncubeerd met een tweede antilichaam gekoppeld aan een marker, zoals fluoresceïne of mierikswortelperoxidase. Deze markers kunnen gemakkelijk met een microscoop worden gevisualiseerd en onderzocht. Met behulp van deze techniek kunnen de PNMT-bevattende neuronen die epinefrine synthetiseren worden onderscheiden van de noradrenerge neuronen die verstoken zijn van PNMT; evenzo kunnen noradrenerge neuronen die DBH bevatten worden gescheiden van de DA-bevattende neuronen die dit enzym niet bezitten. Het klonen van de genen die coderen voor catecholaminerge biosynthetische enzymen maakt het mogelijk om in situ hybridisatie te gebruiken om mRNAs binnen bepaalde neuronen te lokaliseren.
Finitief is experimenteel voordeel gehaald uit het zeer selectieve opnameproces voor catecholamines. Zo kunnen, na incubatie met radioactief NE, noradrenerge axonen op ultrastructureel niveau worden aangetoond met autoradiografische technieken. Anderzijds kunnen na toediening van de congeneer 5-hydroxydopamine, die actief wordt opgenomen en in de blaasjes wordt opgeslagen, catecholamine bevattende terminals worden onderscheiden door de aanwezigheid van dichte precipitaten van 5-hydroxydopamine in hun blaasjes. Ook zijn antilichamen tegen transporters gebruikt in immunocytochemie en hun mRNA’s in kaart gebracht door in situ hybridisatie. Deze studies bevestigen over het algemeen de bevindingen van eerdere studies.