Amikor a membránpotenciál negatívabbá válik a normál nyugalmi értéknél, a neuron hiperpolarizálttá válik. A változás távolabb viszi a sejtet az akciós potenciál küszöbétől, és ezáltal csökkenti a tüzelés valószínűségét.

A hiperpolarizáció kálium- vagy kloridcsatornák megnyílásából, illetve elektrogén pumpák aktivitásából eredhet. A gátló szinapszisok gyakran hoznak létre hiperpolarizáló potenciálokat, bár egyes esetekben a gátlás nagy feszültségváltozás nélküli söntöléssel működik. Az akciós potenciál után egy rövid utóhiperpolarizáció segít korlátozni a tüzelési sebességet és hozzájárul a refrakter periódushoz.

A kísérletileg bevezetett hiperpolarizációt feszültségfüggő vezetőképességek tanulmányozására és a szinaptikus áramok rögzítése során fellépő tüskék megelőzésére használják. Az élő agyban a depolarizáló és hiperpolarizáló hatások közötti egyensúly minden pillanatban meghatározza, hogy egy neuron csatlakozik-e egy hálózati oszcillációhoz, vagy csendben marad.

• A membrán negatív potenciáljának növekedése
• Csökkenti a kilövés valószínűségét
• Gátló áramok vagy pumpák által előállított
• Hozzájárul a refrakter periódusokhoz és a gátláshoz