Um neurônio é um elemento do sistema nervoso responsável por receber e transmitir informações através do cérebro através de sinais eletroquímicos. A informação viaja através do cérebro na forma de um potencial de ação ou impulso nervoso. Isso reverte a carga elétrica de um neurônio em repouso e seu potencial de membrana celular. Quando um neurônio não está gerando um potencial de ação, é chamado de neurônio em repouso. Em repouso, um neurônio possui uma membrana celular interna que é carregada negativamente em relação ao exterior da membrana celular.
Uma membrana celular é um limite externo ao redor de um neurônio. Consiste em uma dupla camada de lipídios ou gorduras e é onde são encontradas proteínas, como canais de íons. A bi-camada lipídica opera como uma barreira e mantém uma divisão de cargas elétricas através da membrana celular através de bombas de íons e canais de íons. As bombas de íons estabelecem gradientes de concentração de íons na membrana e movem íons para dentro e fora do neurônio contra seus gradientes de concentração. Os canais de íons trabalham em oposição às bombas de íons e permitem que certos íons se movam através da membrana celular em direção a seus gradientes de concentração.
A diferença de potencial através da membrana celular de um neurônio em repouso é chamada de potencial da membrana em repouso. É a energia elétrica através da membrana de uma célula eletricamente excitada, não estimulada. O potencial dos neurônios em repouso varia de menos-60 milivolts (mV) a menos-90 milivolts, mas geralmente são menos-65 milivolts. As possíveis diferenças na membrana celular ocorrem devido a disparidades na concentração de íons dentro e fora da célula e porque as membranas celulares são permeáveis ou porosas para esses íons específicos.
Uma membrana celular possui um fluido intracelular que possui uma alta concentração de íons potássio, equilibrada por íons ou ânions carregados negativamente. A membrana celular é impermeável a esses ânions específicos, o que significa que esses íons são incapazes de se mover através da membrana celular. O líquido fora da membrana celular constitui uma solução diluída de cloreto de sódio.
Um neurônio em repouso tem um influxo de íons sódio no neurônio, através da membrana celular através dos canais de íons sódio. Isso é então equilibrado por um efluxo de íons potássio via canais de íons potássio. Em repouso, ou quando uma membrana neuronal é polarizada, o potencial da membrana permanece próximo ao potencial de equilíbrio do potássio. Isso significa que a membrana neuronal consiste principalmente de íons potássio. Uma membrana neuronal é despolarizada quando recebe um sinal excitatório ou um potencial de ação, resultando em um influxo de íons sódio e um neurônio que não está mais em repouso ou inativo.