Tốc độ dẫn truyền xung thần kinh phụ thuộc vào yếu tố não (và các chất dẫn truyền thần kinh)

Ngày nay, một lý thuyết được phần lớn các nhà nghiên cứu chấp nhận rằng: xung thần kinh là một loại sóng điện âm lan truyền dọc theo bề mặt của màng thần kinh. Do đó, bằng cách đo điện thế bên ngoài màng tế bào thần kinh, bạn có thể biết được đường dẫn truyền của xung thần kinh (khi xung thần kinh được dẫn truyền, nó sẽ trở thành điện thế âm).

Khi nơron bị kích thích, tính thấm của màng tế bào tại điểm kích thích đối với ion natri tăng lên rất nhiều. Một lượng lớn ion natri được xối vào tế bào thần kinh từ điểm kích thích, do đó các ion dương bên ngoài điểm kích thích nhanh chóng giảm xuống bằng không, lúc đó điện thế màng tế bào tại điểm kích thích cũng giảm xuống bằng không nghĩa là màng tế bào tại điểm kích thích không tái phân cực và trở nên khử cực.

Lúc này, các ion natri tiếp tục tràn vào tế bào, sau một thời gian, tế bào trở nên quá nhiều ion dương, ngược lại các ion âm bên ngoài màng cũng tăng tương đối (nghĩa là dòng ion natri vào màng tế bào trở thành điện thế màng nghỉ nghịch đảo).

Ở trạng thái nghỉ, điện thế màng là dương bên ngoài và âm bên trong, với sự khác biệt là + 70mv (+70 milivôn), trong khi ở điện thế hoạt động, nó chuyển thành âm bên ngoài và dương bên trong, với sự khác biệt là -30Mv.

Khi màng tế bào của điểm kích thích trở thành điện thế âm và điện dương lân cận tạo ra dòng điện cục bộ. Dòng điện cục bộ này cũng giống như một loại kích thích, nó có thể làm cho màng tế bào gần đó bị khử cực và điện thế thay đổi từ tích cực sang tiêu cực. Vì vậy với cách này, nó gây ra một kích thích mới và điện thế chuyển động sẽ được truyền từ điểm kích thích ban đầu đến toàn bộ các điểm của sợi thần kinh. Điện thế hoạt động đồng nghĩa với xung thần kinh là một sóng điện âm truyền dọc theo bề mặt của màng tế bào thần kinh.

Khi điện thế hoạt động được truyền từ điểm này đến điểm khác, điểm ban đầu bị phân cực lại, tức là điện thế nghỉ được phục hồi. Kích thích có thể tạm thời gây ra sự gia tăng tính thấm của màng tế bào đối với các ion natri, nhưng nó ngay lập tức chuyển thành sự gia tăng tính thấm của các ion kali và làm cho ion kali chảy ra ngoài (do đó nồng độ ion kali bên trong màng cao hơn nồng độ ion kali bên ngoài màng). Sau đó, ính thấm của màng tế bào giảm và cơ chế vận chuyển tích cực ban đầu trở lại bình thường, nó hút các ion natri ra khỏi màng tế bào và gửi các ion kali vào trong tế bào để khôi phục trạng thái nghỉ.

Khi các ion dương bên ngoài màng cao hơn ion dương bên trong màng tức là điện thế nghỉ của tế bào trở lại bình thường, và nó phục hồi bên ngoài màng tế bào. Điện thế tái dương, điện thế âm trong màng, gọi là tái phân cực.

Khi một kích thích tác động lên các thụ thể, nó có thể kích hoạt sự dẫn truyền các xung thần kinh. (Kích thích đề cập đến những thay đổi trong môi trường, chẳng hạn như áp suất, sự thay đổi về lực hoặc nhiệt độ, và cơ quan thụ cảm đề cập đến phần cuối của đuôi gai của tế bào thần kinh cảm giác). Khi các thụ thể được kích thích, điện thế màng của chúng khi đó giảm xuống một giá trị giới hạn, đến ngưỡng kích thích, lúc này điện thế hoạt động được tạo ra. Một khi điện thế hoạt động được tạo ra, nó sẽ nhanh chóng được truyền dọc theo sợi thần kinh.