Ένα διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό είναι μια αλλαγή στο ηλεκτρικό φορτίο ενός νευρικού κυττάρου ή νευρώνα. Ο νευρώνας ξεκινά με αρνητικό φορτίο, αλλά το διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό κάνει αυτό το φορτίο πιο θετικό. Εάν υπάρχουν αρκετά διεγερτικά μετασυναπτικά δυναμικά, ο νευρώνας θα στείλει ένα σήμα σε άλλα κύτταρα.
Το διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό ξεκινά από τους δενδρίτες, οι οποίοι εκτείνονται προς όλες τις κατευθύνσεις από το σώμα του κυττάρου όπως τα κλαδιά σε ένα δέντρο. Το δυναμικό συνεχίζεται μέσω του κυτταρικού σώματος μέχρι το λόφο του άξονα. Ο λόφος του άξονα είναι ένας μικρός λόφος στην αρχή ενός άξονα, που εκτείνεται από το σώμα του κυττάρου όπως ο κορμός ενός δέντρου. Ο άξονας καταλήγει σε συνάψεις, οι οποίες μεταδίδουν χημικές ουσίες σε ένα χώρο, που ονομάζεται συναπτική σχισμή. Αυτές οι χημικές ουσίες συνδέονται με υποδοχείς στους δενδρίτες ενός άλλου νευρώνα.
Όταν οι νευροδιαβιβαστές συνδέονται με έναν νευρώνα, μπορούν είτε να προκαλέσουν διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό είτε ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό. Όταν δεν λαμβάνει σήματα, ένας νευρώνας έχει αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Τα διεγερτικά μετασυναπτικά δυναμικά κάνουν αυτό το φορτίο πιο θετικό ή πιο κοντά στο μηδέν. Τα ανασταλτικά μετασυναπτικά δυναμικά κάνουν το φορτίο του κυττάρου πιο αρνητικό.
Οι νευροδιαβιβαστές που συνδέονται με τους υποδοχείς ενός νευρώνα προκαλούν το άνοιγμα των διαύλων ιόντων, επιτρέποντας στα φορτισμένα σωματίδια να εισέλθουν στο κύτταρο. Ένα διεγερτικό μετασυναπτικό δυναμικό προκαλείται από θετικά φορτισμένα ιόντα που ρέουν στο κύτταρο. Ένα ανασταλτικό μετασυναπτικό δυναμικό προκαλείται από αρνητικά φορτισμένα ιόντα που εισέρχονται στο κύτταρο ή θετικά φορτισμένα ιόντα που ρέουν έξω από το κύτταρο.
Ένας μεμονωμένος νευρώνας μπορεί να λάβει πολλά σήματα από πολλούς διαφορετικούς νευρώνες. Μερικά από αυτά τα σήματα θα είναι διεγερτικά και μερικά θα είναι ανασταλτικά. Όλα τα μετασυναπτικά δυναμικά προστίθενται για να υπολογιστεί η καθαρή επίδραση στον νευρώνα.
Τα μετασυναπτικά δυναμικά αθροίζονται χωρικά και χρονικά. Όσο πιο μακριά από το λόφο του άξονα είναι ένα μετασυναπτικό δυναμικό, τόσο μικρότερη επίδραση θα έχει στο κύτταρο, επειδή πρέπει να διανύσει πολύ δρόμο μέχρι το λόφο του άξονα όπου όλα τα δυναμικά αθροίζονται μαζί. Όσο περισσότερο διαρκεί ένα μετασυναπτικό δυναμικό, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση που θα έχει στο συνολικό φορτίο του κυττάρου. Ένα μετασυναπτικό δυναμικό διαρκεί όσο οι νευροδιαβιβαστές είναι συνδεδεμένοι στο κύτταρο.
Όλα τα μετασυναπτικά δυναμικά αθροίζονται στο λόφο του άξονα. Εάν το συνδυασμένο φορτίο όλων των σημάτων είναι αρκετά θετικό, το κύτταρο θα πυροδοτήσει ένα δυναμικό δράσης, το οποίο ταξιδεύει κάτω από τον άξονα προς τις συνάψεις. Οι συνάψεις θα απελευθερώσουν στη συνέχεια νευροδιαβιβαστές, οι οποίοι θα συνδεθούν με άλλους νευρώνες για να μεταδώσουν ένα μήνυμα.