Cuando una neurona es estimulada por otra neurona, se crea un gradiente iónico a través de la membrana plasmática de la neurona, que crea un flujo de corriente eléctrica en la neurona. El flujo de corriente se desplaza hacia abajo por el axón y hace que se liberen neurotransmisores en los terminales para estimular las neuronas de flujo descendente.
Antes de que se estimule una neurona, está en un estado de reposo. La membrana plasmática de la neurona es selectivamente permeable a algunos iones, como el sodio y el potasio.
Tras la estimulación por neurotransmisores o cambios físicos, algunos canales de iones de sodio en la membrana plasmática de la neurona se abren temporalmente. Los iones de sodio ingresan a la neurona y hacen que el interior de la neurona sea más positivo en un proceso conocido como despolarización. Esto crea una corriente eléctrica que se propaga a otras partes de la membrana de la neurona. La corriente es proporcional al tamaño de la estimulación.
Si la despolarización produce un potencial de membrana de -50 mV, crea un potencial de acción. Esto da como resultado la apertura de canales de iones de sodio dependientes de voltaje, y los iones de sodio se precipitan hacia el interior de la neurona. Después de que la corriente de acción potencial se realiza por los axones hasta los botones terminales, donde se liberan los neurotransmisores, la neurona vuelve a su estado de reposo.