在静息状态下,神经元内部相对于外部环境呈现负电位(约-70mV),这称为静息膜电位。这种电位差主要由钾离子(K+)的浓度梯度维持,因为钾离子通道在静息状态下略微开放。
当神经元接收到刺激时(比如神经递质结合到受体上),钠离子通道开始打开。钠离子(Na+)快速流入细胞内,导致膜电位变得更加正向,这个过程称为去极化。
如果去极化达到某个阈值(约-55mV),就会触发更多的电压门控钠离子通道打开,导致大量钠离子涌入。这个过程是自我强化的,膜电位迅速上升到约+40mV。
这个快速的电位变化就是动作电位,也就是神经脉冲。它沿着轴突传播,最终达到突触末梢。
动作电位达到峰值后,钠离子通道关闭,而钾离子通道开始大量开放。钾离子(K+)快速外流,使膜电位迅速回落,甚至短暂地比静息电位更负(过极化)。
在动作电位之后,神经元会经历一个短暂的不应期。在此期间,无论刺激多强,神经元都不能产生新的动作电位。这是因为钠离子通道需要时间从失活状态恢复。