Potencjał czynnościowy to krótki impuls elektryczny, który przemieszcza się wzdłuż aksonu neuronu. Jest to podstawowy sygnał, za pomocą którego komórki nerwowe komunikują się na odległość.

W stanie spoczynku wnętrze aksonu jest naładowane ujemnie w stosunku do otoczenia. Gdy do wzgórka aksonu dotrze wystarczający bodziec depolaryzujący, kanały sodowe bramkowane napięciem otwierają się, sód napływa do środka, a potencjał błonowy szybko się odwraca. Niemal natychmiast kanały sodowe inaktywują się, a kanały potasowe otwierają, przywracając ujemny stan wnętrza. Cała sekwencja trwa około milisekundy. Ponieważ depolaryzacja w jednym punkcie wyzwala tę samą sekwencję w następnym, impuls rozprzestrzenia się bez utraty mocy aż do zakończeń aksonu.

Zasada „wszystko albo nic” potencjału czynnościowego oznacza, że ​​silniejsze bodźce nie powodują większych impulsów, lecz ich częstsze występowanie. Osłonki mielinowe pozwalają impulsowi przeskakiwać z węzła do węzła, znacznie zwiększając jego prędkość. Środki znieczulające miejscowo działają poprzez blokowanie kanałów sodowych, zapobiegając w ten sposób powstaniu potencjału czynnościowego.

Każda myśl, każde wrażenie i każdy ruch zależą od niezawodnego wyzwalania tych drobnych zdarzeń elektrochemicznych.