每個神經元都需要持續消耗能量來維持離子梯度，從而確保電訊號的傳遞。負責此過程的酵素是鈉鉀泵，也稱為Na+/K+-ATP酶，它每水解一個ATP分子，就會將三個鈉離子泵出細胞，同時將兩個鉀離子泵入細胞。

由此產生的梯度為靜止電位、動作電位期間的鈉離子內流以及許多轉運神經傳導物質和其他溶質的二級轉運體提供能量。由於該泵具有電生成性——每個循環淨輸出一個正電荷——它也對膜電位有一定程度的直接貢獻。其活性受細胞內鈉離子水平、磷酸化和訊息傳遞路徑調控。

用強心苷抑製或透過能量耗竭來抑制幫浦功能會破壞梯度，使細胞膜去極化，最終阻止進一步的訊號傳導。幫浦的高代謝成本是大腦對血流或氧氣供應中斷如此敏感的主要原因。因此，了解幫浦的功能對於細胞神經生理學和代謝損傷的病理生理學都至關重要。

大腦消耗的 ATP 中約有一半是由這種酵素的活性所造成的。