Khi điện thế màng trở nên âm hơn giá trị nghỉ bình thường, tế bào thần kinh sẽ bị phân cực quá mức. Sự thay đổi này làm cho tế bào cách xa ngưỡng kích hoạt điện thế hoạt động hơn và do đó làm giảm khả năng phát xung.

Hiện tượng siêu phân cực có thể do sự mở các kênh kali hoặc clorua, hoặc do hoạt động của các bơm điện sinh học. Các synapse ức chế thường tạo ra điện thế siêu phân cực, mặc dù trong một số trường hợp, sự ức chế hoạt động bằng cách làm giảm dòng điện mà không cần thay đổi điện áp lớn. Sau một xung điện, hiện tượng siêu phân cực sau đó ngắn giúp hạn chế tốc độ phát xung và góp phần vào giai đoạn trơ.

Phương pháp siêu phân cực được áp đặt trong thí nghiệm được sử dụng để nghiên cứu độ dẫn điện phụ thuộc vào điện thế và để ngăn chặn sự phát xung trong khi ghi lại dòng điện synap. Trong não sống, sự cân bằng giữa các tác động khử cực và siêu phân cực tại mỗi thời điểm quyết định liệu một tế bào thần kinh có tham gia vào dao động mạng lưới hay vẫn im lặng.

• Tăng điện thế âm của màng tế bào
• Giảm khả năng xảy ra vụ nổ
• Được tạo ra bởi các dòng điện ức chế hoặc các bơm.
• Góp phần vào giai đoạn trơ và ức chế