這頁將描述神經元的工作方式－希望這裡的解釋不會太複雜，但是，重要的是要瞭解神經元做什麼如何做。 其中細節稍微繁複，請慢慢的看並注意圖表。

對於神經元工作的瞭解大多來自於以烏賊的巨大軸突所做的研究。這巨大軸突從烏賊的頭部延伸到尾部，是來移動它的尾部。這軸突有多巨大呢？它的直徑可以大於1毫米－即使是肉眼也可以看得清楚。

神經元係以電化學的 方式傳送訊息。也就是是化學物質轉換成電子的信號。 身體的化學物質是帶有電價的當他們帶有電荷，稱之為「離子」。在神經系統裡的重要離子是鈉和鉀 （都帶一個正電荷），鈣 （帶兩個正電荷）和氯 （帶一個負電荷）。除此之外，還有一些帶負電荷的蛋白質分子。請注意，神經細胞為細胞膜所包覆，這些細胞膜會容許某些離子穿透，同時卻也阻斷其他離子通過，此一特性稱之為「半透性」。

靜止膜電位

當一神經元 停止發送信號時，稱之為「處於靜止狀態」。 當神經元處於靜止狀態時，相對於細胞膜外側，細胞膜內側所帶負電荷較多。細胞膜上具有許多具專一性的離子通道，在靜止狀態時，鉀離子可以藉由鉀離子通道輕易通過細胞膜，但是氯離子和鈉離子卻難以此方式穿過細胞膜。在細胞內部那些帶負電荷的蛋白質分子也無法通過細胞膜。 除了專一性的離子孔道外，細胞膜還有一些離子幫浦，他們耗用能量，因此得以同時將三個鈉離子送出細胞膜，並將兩個鉀離子運入細胞內部。當這些離子運送達到平衡時，神經元的靜止膜電位大約為-70mM（mM＝毫伏特），也就是說神經元內部的電位比外面少了70mM。在靜止狀態時，神經元外面含有較高濃度的鈉離子，而細胞裡面則含有較高濃度的鉀離子。

A^-：帶負電荷的蛋白質分子
K⁺：鉀離子
Na⁺：鈉離子
Cl^-：氯離子

動作電位

靜止電位表示神經元在靜止狀態 時膜電位的差異。當神經元將訊息從細胞本體發送到軸突之時，膜電位之差異稱之為「動作電位」。神經科學家 有時候會使用如「尖峰」或「脈衝」的詞彙來描述動作電位。動作電位指的是由於某些刺激所產生去極化電流，因而導致電活性遞增，使得靜止電位趨近於零。當 膜電位因去極化達到 -55 mV 時，神經元始會激發動作電位，這又稱之為「閾值」。假如神經元沒有達到閾 值，動作電位就無從產生。當達到閾值之時， 一個固定大小的動作電位使得以產生。某一種特定的神經元其動作電位的大小都是固定的。在神經細胞中不會有或大的或小的動作電位，即所有的動作電位都是一樣大小。因此，神經元要不就是沒有達到閾值，要不就是激發一個完整的動作電位 ，這是所謂的「全有全無定律」。

動作電位的產生是由於為離子穿過細胞膜 而引起的。當神經細胞受到刺激之時，細胞膜的鈉離子孔道因而開啟，由於細胞外圍鈉離子濃度較高，而細胞膜內側帶負價電荷，因此，大量的鈉離子便衝進神經元內部。帶著正價電荷的鈉離子使得細胞膜內側電荷轉為正價並且趨向去極化。鉀離子孔道的開啟需時較久，當這些離子孔道開啟時，鉀離子便衝至細胞外部，因為得以反轉去極化。在此同時，鈉離子孔道關閉，動作電位趨向 -70 mV (此稱之為再極化)，由於鉀離子孔道的開啟較為持久，因此，動作電位甚至可低於 -70 mV (此稱之為過極化)，在此之後，由於鉀離子孔道關閉，細胞內外離子濃度逐漸回復到靜止狀態，細胞膜電位也轉回到 -70 mV。

所以，這就是動作電位。

聽聽看神經科學館裡動作電位的聲音。利看並聽聽神經元膜電位運用虛擬實境模擬語言 (VRML)及動作電位形成的物理參數。