Üblicherweise werden die Aktionspotentialstufen in fünf Stufen zusammengefasst, von denen die ersten beiden die Anstiegs- und die Überschwingphase sind. Die drei letztgenannten Schritte wären die Fall-, die Unterschreitungs- und die Erholungsphase. Einige Quellen, seien es Physiologen oder Lehrbücher, enthalten manchmal eine anfängliche Ruhephase vor der Anstiegsphase, wenn sie die Stadien des Aktionspotentials aufzählen, wahrscheinlich um den Status quo des Neurons vor dem Beginn des Aktionspotentials zu veranschaulichen.
Aktionspotential ist ein Ereignis, das zwischen Neuronen stattfindet, um Nachrichten vom Gehirn an die verschiedenen Körperteile zu senden, sei es für freiwillige oder unfreiwillige Aktionen. Im einfachsten Sinne kann das Aktionspotential als kurze elektrische Impulse beschrieben werden, die im Zellkörper des Neurons erzeugt werden. Diese Impulse werden durch den Austausch von positiven und negativen Ionen verursacht, wenn Kalium- und Natriumionen austreten und in den Zellkörper eindringen. Der „Funke“ aus dem Austausch wandert dann das Axon oder den stammähnlichen Teil des Neurons hinunter zu einem anderen Neuron, und der Zyklus geht weiter. In vielen Fällen, wenn das Gehirn viele „Nachrichten“ „senden“ muss, kann das Aktionspotenzial in einer Reihe auftreten, die als „Spike-Zug“ bezeichnet wird.
Ein Neuron enthält normalerweise positiv geladene Kaliumionen (+K), während sich die ebenfalls positiv geladenen Natriumionen (+Na) in der Peripherie der Neuronen befinden. Während der Ruhephase ist das Neuron inaktiv und enthält ein „elektrisches Potenzial“ von -7- Millivolt (mV). Diese negative Ladung wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe des Neurons aufrechterhalten, die zwei +K-Ionen einbringt, während sie drei +Na-Ionen aus der Membran befördert. Wenn das Gehirn eine Nachricht „sendet“, dringt eine beträchtliche Menge an +Na-Ionen in das Neuron ein und es treten die ansteigenden und überschießenden Phasen des Aktionspotentials auf. In diesen Stadien erfährt das Neuron eine „Depolarisation“ und wird durch den Eintritt von +Na-Ionen positiv geladen.
Das Neuron erreicht das Überschwingungsstadium, wenn seine positive Ladung 0 mV überschreitet. Je positiver das Neuron geladen wird, desto mehr Natriumkanäle beginnen sich zu öffnen und mehr +Na-Ionen strömen hinein, wodurch es für die Kalium-Natrium-Pumpe schwieriger wird, die Ionen herauszutransportieren. Um positive Ionen auszulassen, öffnen sich die Kaliumkanäle, sobald sich die Natriumkanäle schließen, und die fallenden und unterschreitenden Phasen des Aktionspotentials finden statt. In diesen Phasen erfährt das Neuron eine „Repolarisation“ und wird negativer geladen, so dass die Ladung in den Unterschwingungsstadien, auch als „Hyperpolarisation“ bekannt, unter -70 mV liegt.
Nachdem sich sowohl der Kalium- als auch der Natriumkanal geschlossen haben, funktioniert die Natrium-Kalium-Pumpe effektiver beim Einbringen von +K-Ionen und beim Transportieren von +Na-Ionen. In dieser letzten Erholungsphase kehrt das Neuron in seinen normalen Zustand von -7 mV zurück, bis eine weitere Aktionspotentialepisode auftritt. Es ist sehr interessant zu wissen, dass all diese Stufen des Aktionspotentials in nur zwei Millisekunden ablaufen.