Ở trạng thái nghỉ, bên trong tế bào thần kinh mang điện tích âm so với bên ngoài. Khi các ion mang điện tích dương đi vào hoặc các ion mang điện tích âm đi ra, hiệu điện thế này giảm đi. Màng tế bào được gọi là bị khử cực.

Sự khử cực vừa phải có thể mở các kênh natri phụ thuộc điện thế và, nếu đạt đến ngưỡng, sẽ kích hoạt điện thế hoạt động. Sự khử cực dưới ngưỡng sẽ giảm dần theo khoảng cách và thời gian, cho phép tế bào thần kinh tích hợp nhiều tín hiệu đầu vào trước khi quyết định có phát xung hay không. Dòng điện synap, điện thế thụ thể cảm giác và dòng điện được tiêm vào trong thí nghiệm đều tạo ra sự khử cực.

Quá trình ngược lại, siêu phân cực, làm giảm khả năng phát xung. Sự tương tác giữa các tác nhân khử cực và siêu phân cực ở mỗi thời điểm quyết định đầu ra của tế bào thần kinh. Các chất dược lý và độc tố làm thay đổi quá trình khử cực được sử dụng cả làm công cụ nghiên cứu và làm thuốc ảnh hưởng đến khả năng kích thích.

• Giảm điện thế âm của màng tế bào
• Đưa tế bào thần kinh đến gần ngưỡng kích hoạt hơn.
• Gây ra bởi dòng điện dương đi vào hoặc dòng điện âm đi ra.
• Bước thiết yếu hướng tới việc tạo ra điện thế hoạt động