प्रत्येक न्यूरॉन विद्युत संकेत को संभव बनाने वाले आयन प्रवणता को बनाए रखने के लिए निरंतर ऊर्जा खर्च करता है। इसके लिए जिम्मेदार एंजाइम सोडियम-पोटेशियम पंप, या Na+/K+-ATPase है, जो एटीपी के प्रत्येक अणु के गलने पर तीन सोडियम आयनों को कोशिका से बाहर और दो पोटेशियम आयनों को कोशिका के अंदर ले जाता है।

इसके परिणामस्वरूप उत्पन्न होने वाले ग्रेडिएंट विश्राम विभव, क्रिया विभव के दौरान सोडियम के प्रवाह और न्यूरोट्रांसमीटर तथा अन्य विलेय पदार्थों को स्थानांतरित करने वाले कई द्वितीयक ट्रांसपोर्टरों को ऊर्जा प्रदान करते हैं। चूंकि यह पंप इलेक्ट्रोोजेनिक है—प्रति चक्र एक धनात्मक आवेश का शुद्ध निर्यात—यह झिल्ली विभव में भी मामूली और प्रत्यक्ष योगदान देता है। इसकी गतिविधि अंतःकोशिकीय सोडियम स्तर, फॉस्फोरिलेशन और सिग्नलिंग मार्गों द्वारा नियंत्रित होती है।

हृदय ग्लाइकोसाइड्स द्वारा या ऊर्जा की कमी से पंप को बाधित करने से प्रवणता ध्वस्त हो जाती है, झिल्ली का ध्रुवीकरण समाप्त हो जाता है, और अंततः आगे का संकेत रुक जाता है। पंप की उच्च चयापचय लागत एक प्रमुख कारण है कि मस्तिष्क रक्त प्रवाह या ऑक्सीजन आपूर्ति में रुकावटों के प्रति इतना संवेदनशील होता है। इसलिए पंप के कार्य को समझना कोशिकीय तंत्रिका क्रिया विज्ञान और चयापचय संबंधी विकारों के रोग क्रिया विज्ञान दोनों के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

मस्तिष्क द्वारा एटीपी की खपत का लगभग आधा हिस्सा इस एक एंजाइम की गतिविधि के कारण होता है।