Habituellement, les étapes du potentiel d’action sont résumées en cinq étapes, dont les deux premières sont les phases de montée et de dépassement. Les trois dernières étapes seraient les phases de chute, de sous-dépassement et de récupération. Certaines sources, qu’elles soient physiologistes ou manuels, incluent parfois une phase initiale de repos avant la phase ascendante lors de l’énumération des étapes du potentiel d’action, probablement pour illustrer le statu quo du neurone avant le début du potentiel d’action.
Le potentiel d’action est un événement qui se produit entre les neurones afin d’envoyer des messages du cerveau aux différentes parties du corps, que ce soit pour des actions volontaires ou involontaires. Au sens le plus simple, le potentiel d’action peut être décrit comme de courtes impulsions électriques qui sont créées à l’intérieur du corps cellulaire du neurone. Ces impulsions sont causées par l’échange d’ions positifs et négatifs lorsque les ions potassium et sodium sortent et pénètrent dans le corps cellulaire. L’« étincelle » de l’échange se déplace alors le long de l’axone, ou de la partie en forme de tige du neurone, vers un autre neurone, et le cycle continue. Dans de nombreux cas, lorsque le cerveau doit « envoyer » de nombreux « messages », le potentiel d’action peut se produire dans une série appelée « train de pointes ».
Un neurone contient généralement des ions potassium chargés positivement (+K), tandis que les ions sodium (+Na), également chargés positivement, résident à la périphérie des neurones. Pendant la phase de repos, le neurone est inactif et contient un « potentiel électrique » de -7- millivolts (mV). Cette charge négative est maintenue par la pompe sodium-potassium du neurone qui fait entrer deux ions +K tout en transportant trois ions +Na hors de la membrane. Lorsque le cerveau « envoie » un message, une quantité importante d’ions +Na pénètre dans le neurone, et les étapes d’augmentation et de dépassement du potentiel d’action se produisent. À ces stades, le neurone subit une « dépolarisation » et se charge positivement en raison de l’entrée d’ions +Na.
Le neurone atteint le stade de dépassement lorsque sa charge positive dépasse 0 mV. Plus le neurone est chargé positivement, plus les canaux sodium commencent à s’ouvrir et plus d’ions +Na se précipitent, ce qui rend plus difficile l’évacuation des ions par la pompe potassium-sodium. Pour laisser sortir les ions positifs, les canaux potassiques s’ouvriront dès que les canaux sodiques se fermeront, et les étapes de chute et de sous-dépassement du potentiel d’action auront lieu. Dans ces phases, le neurone subit une « repolarisation » et devient plus chargé négativement, à tel point que la charge atteindra moins de -70 mV dans les stades de sous-dépassement, également appelés « hyperpolarisation ».
Après la fermeture des canaux potassium et sodium, la pompe sodium-potassium fonctionne plus efficacement en amenant des ions +K et en effectuant des ions +Na. Dans cette dernière étape de récupération, le neurone revient à son état normal de -7 mV, jusqu’à ce qu’un autre épisode de potentiel d’action se produise. Il est très intéressant de savoir que toutes ces étapes du potentiel d’action se produisent en aussi peu que deux millisecondes.