Wenn das Membranpotenzial negativer wird als der normale Ruhewert, wird das Neuron hyperpolarisiert. Diese Veränderung entfernt die Zelle weiter von der Aktionspotenzialschwelle und verringert somit die Wahrscheinlichkeit einer Aktionspotentialauslösung.

Hyperpolarisation kann durch die Öffnung von Kalium- oder Chloridkanälen oder durch die Aktivität elektrogener Pumpen entstehen. Inhibitorische Synapsen erzeugen häufig hyperpolarisierende Potenziale, wobei die Inhibition in manchen Fällen durch eine Blockierung ohne große Spannungsänderung erfolgt. Nach einem Aktionspotenzial trägt eine kurze Nachhyperpolarisation zur Begrenzung der Entladungsrate und zur Verlängerung der Refraktärzeit bei.

Experimentell herbeigeführte Hyperpolarisation dient der Untersuchung spannungsabhängiger Leitfähigkeiten und der Verhinderung von Aktionspotenzialen bei der Aufzeichnung synaptischer Ströme. Im lebenden Gehirn bestimmt das Gleichgewicht zwischen depolarisierenden und hyperpolarisierenden Einflüssen in jedem Augenblick, ob ein Neuron an einer Netzwerkoszillation teilnimmt oder stumm bleibt.

• Zunahme des negativen Membranpotenzials
• Verringert die Wahrscheinlichkeit eines Schusses
• Erzeugt durch hemmende Ströme oder Pumpen
• Trägt zu Refraktärzeiten und Hemmung bei