Когда нейрон не подает активных сигналов, его мембрана все еще поддерживает постоянную разность потенциалов, обычно около –70 мВ, при этом внутренний потенциал отрицателен по отношению к внешнему. Этот потенциал покоя является базовым уровнем, от которого отталкивается вся электрическая сигнализация.

Это происходит из-за неравномерного распределения ионов — высокое содержание калия внутри, высокое содержание натрия снаружи — и из-за большей проницаемости мембраны для калия в состоянии покоя. Натрий-калиевый насос постоянно расходует энергию для поддержания градиентов, предотвращая утечку. Поскольку потенциал покоя близок к равновесному потенциалу калия, небольшие изменения проводимости калия оказывают на него сильное влияние.

Потенциал покоя определяет движущую силу, действующую на ионы, и расстояние до порогового значения. Факторы, изменяющие его — изменения внеклеточного калия, активности насоса или фоновой проводимости — могут повышать или понижать возбудимость и играют роль в различных состояниях, от гиперкалиемического периодического паралича до распространяющейся депрессии. Измерение потенциала покоя является основным этапом любого внутриклеточного исследования функции нейронов.

Даже в состоянии «покоя» мембрана находится в динамическом равновесии, поддерживаемом непрерывным потоком ионов и активным транспортом.