Stimulerende neurotransmitters oefenen hun effecten uit door het membraanpotentiaal van het postsynaptische membraan te vergroten, waardoor het dichter bij het drempelpotentieel komt en daarmee de kans groter wordt dat er een actiepotentiaal wordt gegenereerd. Dit proces omvat de volgende stappen:

Binding aan receptoren: Stimulerende neurotransmitters, zoals glutamaat of acetylcholine, worden vrijgegeven in de synaptische spleet bij aankomst van een actiepotentiaal op het presynaptische uiteinde. Deze neurotransmitters binden zich aan specifieke receptoren op het postsynaptische membraan.

Ionenkanaalopening: De binding van de neurotransmitter aan zijn receptor veroorzaakt een conformationele verandering in het receptoreiwit, wat leidt tot het openen van ionkanalen. Deze kanalen zijn meestal kationkanalen, waardoor positief geladen ionen zoals natrium of calcium in het postsynaptische neuron kunnen stromen.

Depolarisatie: De instroom van positieve ionen in het postsynaptische neuron leidt tot depolarisatie van het membraanpotentieel. Dit betekent dat de binnenkant van het neuron minder negatief wordt vergeleken met de buitenkant.

Geschat potentieel: De depolarisatie veroorzaakt door stimulerende neurotransmitters wordt gegradueerd, wat betekent dat de omvang van de depolarisatie afhangt van de hoeveelheid vrijgekomen neurotransmitters en het aantal geactiveerde receptoren.

Exciterend postsynaptisch potentieel (EPSP): De depolarisatie van het postsynaptische membraan als reactie op de binding van stimulerende neurotransmitters wordt een exciterend postsynaptisch potentieel (EPSP) genoemd. EPSP's brengen het membraanpotentieel dichter bij het drempelpotentieel, waardoor de kans groter wordt dat er een actiepotentiaal wordt gegenereerd.

Het is belangrijk op te merken dat de effecten van stimulerende neurotransmitters worden tegengewerkt door remmende neurotransmitters, die hyperpolarisatie veroorzaken (een afname van het membraanpotentieel) en het minder waarschijnlijk maken dat er een actiepotentiaal optreedt. De balans tussen prikkelende en remmende input bepaalt de algehele elektrische activiteit van het neuron.