Wenn ein Neuron von einem anderen Neuron stimuliert wird, wird ein Ionengradient über die Plasmamembran des Neurons erzeugt, der einen elektrischen Stromfluss im Neuron erzeugt. Der Stromfluss wandert das Axon hinunter und bewirkt, dass Neurotransmitter an den Terminals freigesetzt werden, um nachgeschaltete Neuronen zu stimulieren.
Bevor ein Neuron stimuliert wird, befindet es sich in einem Ruhezustand. Die Plasmamembran des Neurons ist für einige Ionen wie Natrium und Kalium selektiv permeabel.
Bei Stimulation durch Neurotransmitter oder physikalische Veränderungen öffnen sich einige Natriumionenkanäle in der Plasmamembran des Neurons vorübergehend. Natriumionen dringen in das Neuron ein und machen das Innere des Neurons in einem als Depolarisation bekannten Prozess positiver. Dadurch entsteht ein elektrischer Strom, der sich auf andere Teile der Membran des Neurons ausbreitet. Der Strom ist proportional zur Größe der Stimulation.
Falls die Depolarisation zu einem Membranpotential von -50 mV führt, entsteht ein Aktionspotential. Dies führt zur Öffnung von spannungsgesteuerten Natriumionenkanälen und Natriumionen strömen in das Innere des Neurons. Nachdem der Aktionspotentialstrom durch die Axone bis zu den terminalen Boutons geleitet wurde, wo Neurotransmitter freigesetzt werden, kehrt das Neuron in seinen Ruhezustand zurück.
