Neuron to element układu nerwowego, który jest odpowiedzialny za odbieranie i przekazywanie informacji w mózgu za pomocą sygnałów elektrochemicznych. Informacja wędruje przez mózg w postaci potencjału czynnościowego lub impulsu nerwowego. To odwraca ładunek elektryczny neuronu w spoczynku i jego potencjał błony komórkowej. Kiedy neuron nie generuje potencjału czynnościowego, nazywa się to neuronem spoczynkowym. W spoczynku neuron ma wewnętrzną błonę komórkową, która jest naładowana ujemnie w stosunku do zewnętrznej części błony komórkowej.
Błona komórkowa to zewnętrzna granica wokół neuronu. Składa się z podwójnej warstwy lipidów lub tłuszczów i to tam znajdują się białka, takie jak kanały jonowe. Podwójna warstwa lipidowa działa jak bariera i utrzymuje podział ładunków elektrycznych w błonie komórkowej za pomocą pomp jonowych i kanałów jonowych. Pompy jonowe ustalają gradienty stężeń jonów w błonie i przemieszczają jony do iz neuronu wbrew ich gradientom stężeń. Kanały jonowe działają w przeciwieństwie do pomp jonowych i umożliwiają pewnym jonom przemieszczanie się przez błonę komórkową w kierunku ich gradientów stężeń.
Różnica potencjałów na błonie komórkowej neuronu spoczynkowego nazywana jest potencjałem spoczynkowym błony. Jest to energia elektryczna przez błonę niestymulowanej, elektrycznie pobudliwej komórki. Spoczynkowe potencjały neuronów wahają się od minus-60 miliwoltów (mV) do minus 90 miliwoltów, ale zwykle wynoszą minus 65 miliwoltów. Potencjalne różnice w obrębie błony komórkowej wynikają z różnic w stężeniu jonów wewnątrz i na zewnątrz komórki oraz dlatego, że błony komórkowe są przepuszczalne lub porowate dla tych konkretnych jonów.
Błona komórkowa zawiera płyn wewnątrzkomórkowy, który ma wysokie stężenie jonów potasu, zrównoważone przez ujemnie naładowane jony lub aniony. Błona komórkowa jest nieprzepuszczalna dla tych konkretnych anionów, co oznacza, że jony te nie są w stanie przejść przez błonę komórkową. Płyn poza błoną komórkową stanowi rozcieńczony roztwór chlorku sodu.
Spoczynkowy neuron ma napływ jonów sodu do neuronu przez błonę komórkową za pośrednictwem kanałów jonów sodu. Jest to następnie równoważone przez wypływ jonów potasu przez kanały jonów potasu. W spoczynku lub gdy błona neuronalna jest spolaryzowana, potencjał błony pozostaje blisko potencjału równowagi potasu. Oznacza to, że błona neuronalna składa się głównie z jonów potasu. Błona neuronalna ulega depolaryzacji, gdy otrzymuje sygnał pobudzający lub potencjał czynnościowy, co powoduje napływ jonów sodu i neuron, który nie jest już w stanie spoczynku lub jest nieaktywny.