Neuronii transmit impulsuri electrice permițând trecerea ionilor încărcați prin membranele lor ca răspuns la stimuli, schimbând încărcarea neuronului într-un proces care se propagă prin axonul neuronului. În mod normal, neuronii menține o încărcătură negativă internă în raport cu mediul lor prin excluderea ionilor de sodiu din citoplasma lor. Când sunt activate, canalele de sodiu se deschid, permițând ionilor de sodiu să se înmoaie și să neutralizeze încărcarea.
Membrana unui neuron este oarecum permeabilă la ionii de potasiu, mai puțin permeabilă la ionii de clor și mult mai puțin permeabilă la ionii de sodiu. Fiecare dintre aceste substanțe trece prin membrană în timpul difuziei, dar sodiul face acest lucru doar încet, iar neuronii folosesc transportul activ pentru a pompa sodiu. Deoarece difuzează doar lent înapoi în celulă, aceasta creează o concentrație în exces de ioni de sodiu în afara celulei și, astfel, o încărcare netă pozitivă mai mare.
După ce se stimulează neuronul, ionii de sodiu încep să scurgă. Dacă schimbarea este suficient de mare, aceasta declanșează o schimbare în celulă în care toate canalele de sodiu sunt deschise, permițând difuzia să aibă loc și egalizând interiorul neuronului cu mediu inconjurator. În timp ce acest lucru apare inițial într-o singură parte a celulei, schimbarea într-o parte stimulează porțiunile adiacente, determinând schimbarea încărcăturii electrice să se propageze prin celulă.
