Sinir sistemindeki sinir hücreleri, aksiyon potansiyeli denilen sinyaller gönderir; bu sırada nöronun soma veya hücre gövdesi aksondan aşağıya bir elektrik sinyali gönderir. Sinyalleme olmadığında, bir nöron hiperpolarize olur, yani dışa kıyasla negatif bir yüke sahip olur. Bir aksiyon potansiyeli sinyali akson boyunca hareket ettiğinde, hücrenin depolarize olmasına ya da daha pozitif yüklenmesine neden olur. Sinyal bittikten sonra, hücre orijinal negatif polarizasyonuna geri döndüğü repolarizasyondan geçer.
Bir nöron, dendritlerin bir ağacın dalları gibi uzandığı bir soma veya hücre gövdesinden oluşur. Nöronun bir ucunda, akson adı verilen sinaptik düğmelerde sonlanan uzun bir kablo var. Uyarıcı ve inhibe edici sinyaller, diğer nöronlardan dendritlere ve hücre gövdesine doğru hareket eder ve bu sinyaller, aksonun başlangıcından hemen önce dinlenen akson tepesinde toplanır. Bu sinyaller hücreyi hiperpolarize edebilir veya depolarize edebilir. Repolarizasyon, hücreyi dinlenme durumuna döndürür.
Bir nöronun hiperpolarizasyonu, depolarizasyonu ve repolarizasyonu, hücrelerin içindeki ve dışındaki iyonların veya yüklü moleküllerin akışından kaynaklanır. Bir hücre durduğunda, bu iyon kanalları kapalı kalır, ancak, membran potansiyeli eşik potansiyeli olarak adlandırılan belirli bir noktaya ulaştığında açılırlar. Hücre gövdesi, hücreyi depolarize eden veya hiperpolarize eden diğer hücrelerden mesajlar alır ve eğer yeterli mesaj alınırsa, hücre eşik potansiyeline ulaşacaktır.
Eşik potansiyeline ulaşıldığında, potasyum ve sodyum kanalları açılır, bu da pozitif yüklü potasyum ve sodyum iyonlarının hücreye girmesine izin verir. Aynı zamanda, klorür kanalları negatif yüklü klorür iyonlarının hücreden ayrılmasını sağlar. Bu, hücrenin istirahatta olduğundan daha az negatif yüklü olduğu depolarizasyona neden olur.
Aksiyon potansiyeli hücreyi depolarize ettikten sonra repolarizasyon işlemine başlar. Sodyum ve potasyum kanalları kapanır ve pozitif yüklü iyonların hücreye girmesini engeller. Aynı zamanda, negatif yüklü klorür iyonları hücreye geri döner.
Repolarizasyonun ilk kısmı refrakter periyodu olarak adlandırılır ve bu fazın iki aşaması, mutlak refrakter periyodu ve nispi refrakter periyodu vardır. Mutlak refrakter periyodunda, hücre başka bir aksiyon potansiyeli oluşturmayı reddeder. Göreceli refrakter periyodu sırasında, hücrenin başka bir aksiyon potansiyeli üretmesi mümkündür, ancak normal sinyalden daha büyüktür. Bu refrakter repolarizasyon süresi, bir aksiyon potansiyeli geçtikten sonra potasyum iyonlarının akması nedeniyle hücrenin hiperpolarizasyonu nedeniyle oluşur.
