Hermoston hermosolut lähettävät toimintapotentiaaliksi kutsuttuja signaaleja, joiden aikana soma eli hermosolun solurunko lähettää sähköisen signaalin aksonia pitkin. Kun neuroni ei signaloi, se on hyperpolarisoitunut, mikä tarkoittaa, että sillä on negatiivinen varaus verrattuna ulkopuolelle. Kun toimintapotentiaalisignaali kulkee aksonin poikki, se saa solun depolarisoitumaan tai varautumaan positiivisemmin. Signaalin päätyttyä solu käy repolarisaation läpi, missä se palaa alkuperäiseen negatiiviseen polarisaatioonsa.
Neuroni koostuu somasta tai solurungosta, josta dendriitit ulottuvat puun oksina. Neuronin toisessa päässä on pitkä kaapeli, jota kutsutaan aksoniksi ja joka päättyy synaptisiin painikkeisiin. Jännittävät ja estävät signaalit kulkevat muista neuroneista dendriiteihin ja solukehoon, ja nämä signaalit summataan aksonikukkulalla, joka lepää juuri ennen aksonin alkua. Nämä signaalit voivat hyperpolarisoida tai depolarisoida solun. Repolarisaatio palauttaa solun lepotilaan.
Neuronin hyperpolarisaatio, depolarisaatio ja repolarisaatio johtuvat kaikki ionien tai varautuneiden molekyylien virtauksesta soluun ja ulos. Kun solu on levossa, nämä ionikanavat pysyvät suljettuina, mutta kun kalvopotentiaali saavuttaa tietyn pisteen, jota kutsutaan kynnyspotentiaaliksi, ne avautuvat. Solurunko vastaanottaa viestejä muilta soluilta, jotka joko depolarisoivat tai hyperpolarisoivat solun, ja jos vastaanotetaan tarpeeksi viestejä, solu saavuttaa kynnyspotentiaalin.
Kun kynnyspotentiaali saavutetaan, kalium- ja natriumkanavat avautuvat, jolloin positiivisesti varautuneet kalium- ja natriumionit pääsevät soluun. Samaan aikaan kloridikanavat sallivat negatiivisesti varautuneiden kloridi -ionien poistumisen solusta. Tämä aiheuttaa depolarisaatiota, jossa solu on vähemmän negatiivisesti varautunut kuin lepotilassa.
Kun toimintapotentiaali depolarisoi solun, se aloittaa repolarisaatioprosessin. Natrium- ja kaliumkanavat sulkeutuvat estäen positiivisesti varautuneiden ionien pääsyn soluun. Samaan aikaan negatiivisesti varautuneet kloridi -ionit palaavat soluun.
Repolarisaation ensimmäistä osaa kutsutaan tulenkestäväksi jaksoksi, ja tässä vaiheessa on kaksi vaihetta, absoluuttinen tulenkestävyysjakso ja suhteellinen tulenkestävyysjakso. Absoluuttisen tulenkestävän jakson aikana solu kieltäytyy muodostamasta toista toimintapotentiaalia. Suhteellisen tulenkestävän jakson aikana solu voi muodostaa toisen toimintapotentiaalin, mutta se ottaa tavallista suuremman signaalin. Tämä tulenkestävä repolarisaatiojakso tapahtuu, koska solussa on hyperpolarisaatio, joka johtuu kaliumionien sisäänvirtauksesta, kun toimintapotentiaali on kulunut.