電與生物體的關係，很早就被人們所認識。例如，雷電能擊死人；用電刺激肌肉，可以使之收縮。
17世紀的時候，曾經有位學者利用電流計，測定出生物體內有電的現象。
到了20世紀40年代，微電極和細胞內記錄技術的問世，使電生理學研究有了突破性進展。這項技術是用尖端直徑小於1微米的玻管微電極作為記錄電極，電極中充以能導電的氯化鉀溶液。將這個微電極插入細胞內，另一參考電極置於同一細胞的膜外。利用這種技術，可以記錄到細胞膜內、外兩側的電位變化。如安靜時可記錄細胞的靜息電位，興奮時可記錄動作電位，這樣就可以對單個細胞的電活動及細胞膜的生物物理特性進行研究，可以把整體行為活動與細胞內的反應聯係起來，為研究各組織器官的生理活動開辟了廣闊的前景。
例如，人在進行呼吸活動時，通過微電極就可在一定的中樞神經係統部位記錄到與呼吸同步的神經元放電，從而為呼吸的中樞控製，以及呼吸節律發生的機製，提供直接的證據。在腦的研究中，在對外周器官施予刺激的同時，記錄腦相應部位活動的情況--誘發電位，就可以對大腦皮質進行感覺機能的定位。
此外，應用這項技術，也為客觀研究思維活動提供了可能性。所以，微電極和細胞內記錄技術，是研究腦功能不可缺少的工具。
在細胞內記錄技術基礎上發展起來的電壓鉗技術，為研究細胞生物電活動時的跨膜離子的改變，提供了更先進的手段。這項技術的原理是這樣的：通過插入細胞內的一根玻管微電極，向細胞內引入電流，注入的電流量正好等於跨膜流出的反向離子流。這樣在產生生物電時，跨膜離子流不會引起膜電位值的變化，即經過離子通道的離子流，與通過微電極引入的物理電流，兩者方向相反而數量相等。由此可以測量細胞產生動作電位時的跨膜離子流。
電壓鉗技術是控製跨膜電位研究離子通道的理想技術，但由於它隻能對大細胞進行，不能形成巨阻抗封接而造成高噪聲，因而限製了其應用。
1976年建立的膜片鉗技術，能記錄單一通道的離子流。
其原理是用一支特製的玻管微電極（內徑1～5微米），接觸細胞膜的一片極小區域，以千兆歐姆以上的阻抗封接（負壓吸引），使電極尖端內的膜片與相鄰的細胞膜從電學上隔離，在此基礎上固定電位，對此膜片上的離子通道的離子流進行監測、記錄。這一方法，現在已經在國內外廣泛應用，是神經科學研究的強大手段，使神經元的結構、離子通道、受體的深入研究成為可能。它與基因克隆技術並駕齊驅、互相結合，為生命科學的發展帶來了巨大的推動力，從而有助於揭開腦的奧秘。這一偉大發現使內赫和薩克門獲得了1991年度的諾貝爾醫學和生理學獎。