Neuron je element živčanog sustava koji je odgovoran za primanje i prijenos informacija kroz mozak putem elektrokemijskih signala. Informacije putuju kroz mozak u obliku akcijskog potencijala ili živčanog impulsa. To preokreće električni naboj neurona u mirovanju i potencijal njegove stanične membrane. Kada neuron ne stvara akcijski potencijal, naziva se neuron u mirovanju. U mirovanju neuron ima unutarnju staničnu membranu koja je negativno nabijena u odnosu na vanjsku stranu stanične membrane.
Stanična membrana je vanjska granica oko neurona. Sastoji se od dvostrukog sloja lipida ili masti i tu se nalaze proteini, poput ionskih kanala. Dvoslojni lipidni sloj djeluje kao barijera i održava podjelu električnih naboja preko stanične membrane putem ionskih pumpi i ionskih kanala. Ionske pumpe uspostavljaju gradijente koncentracije iona u membrani i pomiču ione u i iz neurona u odnosu na njihove koncentracijske gradijente. Ionski kanali rade suprotno ionskim pumpama i dopuštaju određenim ionima da se kreću kroz staničnu membranu prema njihovim koncentracijskim gradijentima.
Razlika potencijala preko stanične membrane neurona u mirovanju naziva se potencijal membrane mirovanja. To je električna energija kroz membranu nestimulirane, električni podražljive stanice. Potencijali neurona u mirovanju kreću se od minus-60 milivolti (mV) do minus-90 milivolti, ali obično su minus-65 milivolti. Potencijalne razlike na staničnoj membrani nastaju zbog razlika u koncentraciji iona unutar i izvan stanice i zato što su stanične membrane propusne ili porozne za te određene ione.
Stanična membrana ima unutarstaničnu tekućinu koja ima visoku koncentraciju kalijevih iona, uravnoteženu negativno nabijenim ionima ili anionima. Stanična membrana je nepropusna za te posebne anione, što znači da se ti ioni ne mogu kretati kroz staničnu membranu. Tekućina izvan stanične membrane čini razrijeđenu otopinu natrijevog klorida.
Neuron u mirovanju ima dotok natrijevih iona u neuron, preko stanične membrane putem natrijevih ionskih kanala. To se zatim uravnotežuje istjecanjem kalijevih iona preko kalijevih ionskih kanala. U mirovanju ili kada je neuronska membrana polarizirana, membranski potencijal ostaje blizu potencijala ravnoteže kalija. To znači da se neuronska membrana uglavnom sastoji od kalijevih iona. Neuronska membrana je depolarizirana kada primi ekscitatorni signal ili akcijski potencijal, što rezultira priljevom natrijevih iona i neurona koji više nije u mirovanju ili neaktivan.