用微电极技术研究神经元发现单个神经元膜内外存在着一定的电位差，这个电位差就称为膜电位，其在不同的功能状态下有两种不同的表现形式，在没有接受任何传人冲动情况下的膜电位称为静息电位，通常为内负外正，典型者胞内为-60~90mV。神经元通过静息电位的调节和影响其他神经元的膜电位来传递信息。
神经元兴奋时，膜电位急剧改变，形成一种可以传播的短暂电位称为动作电位，此时，膜内负电位消失，变成+20~十40mV，这种膜电位的迅速逆转称为除极，在示波器上可见到一急剧上升的曲线，构成了动作电位的上升支。随后，膜电位很快回复到原来的静息状态，称为复极，此时，在示波器上表现为迅速降低的下降支。
在动作电位恢复到静息电位前，电位尚有一些小波动，称为后电位。紧接着动作电位下降支后出现的残余除极，表现为微弱的负后电位，随后是由膜超极化形成的正后电位。动作电位所包含的信息通过膜电位的变化沿着神经元的轴突到达与另一个神经元相联系的突触，再通过化学递质的释放或直接电连接传递给下一个神经元，完成人体的生理活动。动作电位的产生是全有或全无的形式，一旦点燃，每个电位都会出现相似的电压波。如果刺激太小，不足以激发1次动作电位，信息就不能传递。相关阅读：癫痫患者如何度过妊娠期
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