In een space-clamp experiment richt je de zaken zo in dat de membraanspanning voor een geprepareerd gebied langs de zenuwvezel gelijk is, dat wil zeggen dat de spanning niet van plaats afhangt, maar enkel nog van tijd. Hiervoor wordt een stimuleringselektrode langs de lengte-as van de zenuwvezel geplaatst en een ronde concentrische metalen cylinder van dezelfde lengte als elektrode aan de buitenkant van het axon. In dit geval kan de spanning alleen nog maar in radiale richting variëren in tijd, maar niet meer langs de zenuwvezel. Tevens reageren elementen van het membraan in het preparaat synchroon op veranderingen in experimentele condities. Onderstaande figuur geeft een space-clamp experiment schematisch weer.

In een voltage-clamp experiment wordt het potentiaalverschil over het membraan van buiten af op een gewenste constante waarde gehouden door toediening van stroom aan de cel. Wat er in een dergelijk experiment gebeurt is de volgende feedbacklus:

• meet de membraanspanning;
• indien de membraanspanning afwijkt van de gewenste spanning, voeg stroom toe;
• meet de stroomtoediening: deze is gelijk maar tegengesteld gericht aan de stroom door de ionkanalen van het membraan.

In onderstaand schema is de voltage-clamp techniek schematisch weergegeven.

In een voltage-clamp expriment worden dus gelijktijdig de membraanspanning en de stroomsterkte door de ionkanalen gemeten. Waartoe Hodgkin en Huxley in staat waren was door manipulatie van experimentele condities steeds maar één van de soorten ionkanalen open te stellen, dat wil zeggen geleidbaar te hebben. Hierdoor konden zij per ionkaaltype de geleidbaarheid tijdens stapsgewijze wijzigingen van opgelegde membraanspanning experimenteel vastleggen. Per kanaaltype stelden zij vervolgens een wiskundig model op dat de meetgegevens goed beschreef. In volgende paragrafen bekijken we hun resultaten.

Bedenk wel dat in de tijd van het onderzoek van Hodgkin en Huxley nog niet zo veel bekend was over het bestaan en de werking van ionkanalen; hun werk stond bol van veronderstellingen die pas later experimenteel geverifieerd en onderbouwd konden worden. De patch-clamp techniek uit de zeventiger en tachtiger jaren van de vorige eeuw, waarmee het bestaan van ionkanalen in het celmembraan aangetoond kon worden en de eigenschappen van individuele kanalen experimenteel bestudeerd konen worden, heeft hier een grote bijdrage aan geleverd. Niet voor niets kregen de uitvinders van deze techniek, Neher en Sakmann, voor hun werk in 1991 de Nobelprijs.