Een neuron in rust:

- Membraanpotentieel: De binnenkant van een neuron in rust is negatief ten opzichte van de buitenkant. Dit verschil in elektrisch potentiaal wordt het rustmembraanpotentiaal genoemd. Het rustmembraanpotentiaal ligt doorgaans rond de -70 millivolt (mV).

- Ionenkanalen: Het celmembraan van het neuron bevat ionkanalen waardoor specifieke ionen de cel in en uit kunnen stromen. In rust zijn de kaliumkanalen open, waardoor kaliumionen (K+) de cel kunnen verlaten, terwijl de natriumkanalen gesloten zijn, waardoor wordt voorkomen dat natriumionen (Na+) de cel binnenstromen. Dit resulteert in een netto negatieve lading in de cel.

- Membraanpermeabiliteit: Het membraan van een neuron in rust is relatief impermeabel voor natriumionen en zeer permeabel voor kaliumionen. Dit verschil in permeabiliteit creëert het rustmembraanpotentiaal.

- Synapsen: Neuronen communiceren met elkaar via synapsen. In rust geven synapsen geen neurotransmitters vrij.

Een neuron dat wordt geactiveerd door een stimulus:

- Membraanpotentieel: Wanneer een neuron wordt geactiveerd door een stimulus, verandert het membraanpotentiaal. Deze verandering wordt een actiepotentiaal genoemd. Een actiepotentiaal is een korte omkering van het membraanpotentiaal, waarbij de binnenkant van de cel positief wordt ten opzichte van de buitenkant.

- Ionenkanalen: Tijdens een actiepotentiaal gaan natriumkanalen open, waardoor natriumionen de cel in kunnen stromen, terwijl kaliumkanalen sluiten, waardoor wordt voorkomen dat kaliumionen de cel verlaten. Deze instroom van natriumionen zorgt ervoor dat de membraanpotentiaal positief wordt.

- Membraanpermeabiliteit: Het membraan van een geactiveerd neuron is zeer permeabel voor natriumionen en relatief impermeabel voor kaliumionen. Deze verandering in de permeabiliteit veroorzaakt het actiepotentiaal.

- Synapsen: Wanneer een actiepotentiaal het uiteinde van een neuron bereikt, veroorzaakt dit de afgifte van neurotransmitters in de synaptische spleet. Deze neurotransmitters kunnen zich vervolgens binden aan receptoren op het postsynaptische neuron, waardoor het wordt geactiveerd.