L'elettromiografia di singola fibra è un particolare tipo di elettromiografia ad ago utile per lo studio delle malattie della placca (o giunzione) neuromuscolare, tra le quali la più frequente è la miastenia gravis. La placca (o giunzione) neuromuscolare è il punto in cui gli assoni motori prendono contatto con il muscolo per inviare i segnali che inducono la contrazione, mediante il rilascio di un neurotrasmettitore che si chiama acetilcolina.

L'esame è molto simile all'elettromiografia ad ago tradizionale, dove l'ago viene inserito nel muscolo da studiare per registrarne l'attività elettrica. Si può effettuare in due modi:

• Durante contrazione muscolare volontaria: il paziente deve mantenere il muscolo da esaminare con l'ago lievemente contratto, seguendo le istruzioni dell'esaminatore, mentre questo sposta leggermente l'ago per acquisire le risposte di coppie di fibre muscolari, che ricevono il segnale nervoso dalla medesima unità motoria, al fine di valutarne la reciproca variabilità di scarica, chiamata "jitter", che può essere aumentata nei pazienti con malattie della placca neuromuscolare.
• Durante stimolazione elettrica del nervo: oltre alla registrazione ad ago descritta sopra, vengono inseriti due piccoli aghi in prossimità del tronco del nervo che attiva il muscolo esaminato (per esempio il nervo facciale appena davanti all'orecchio nel caso si registri da un muscolo del volto). Attraverso questi aghi il nervo viene stimolato con una rapida sequenza di stimoli (fastidiosi ma generalmente sopportabili) in modo che con l'ago registrante si possa misurare la variabilità con cui le fibre muscolari si attivano a seguito della sequenza di stimoli. Quest'ultima è la metodica generalmente più utilizzata.

I muscoli valutati sono generalmente quelli dove la sintomatologia, cioè nel caso specifico la mancanza di forza associata ad affaticabilità, è più evidente. Molto spesso viene valutata la muscolatura facciale, come i muscoli orbicolari degli occhi, cioè i muscoli che circondano gli occhi e permettono di strizzarli, così come il muscolo orbicolare della bocca, la cui attivazione permette di protrudere le labbra, ma è possibile valutare anche altri muscoli.

Le raccomandazioni per prepararsi all'esame sono le stesse dell'elettromiografia tradizionale, così come le pracauzioni.

Spesso, oltre all'elettromiografia di singola fibra, per lo studio delle malattie della giunzione neuromuscolare viene usata ancche la tecnica di stimolazione ripetitiva, per cui non è necessario usare aghi. Si somministrano dei brevi treni di stimoli a diversa frequenza (di solito 3 stimoli al secondo per 10 secondi, ma talora serve arrivare a frequenze più alte di durata maggiore) a livello del tronco nervoso e si registra dal muscolo con degli elettrodi di superficie che si attaccano alla cute. In questo caso si valuta come varia l'ampiezza delle risposte mettendo "sotto stress" la trasmissione neuromuscolare grazie ai treni di stimoli.