Tipiskajai nervu šūnai, ko sauc arī par neironu, ir atšķirīgas strukturālās un funkcionālās daļas. Tās galvenais korpuss, ko sauc par somu, ģenerē elektrisko impulsu. Šis signāls virzās caur garu, plānu pagarinājumu, ko sauc par tā aksonu. Tāpat kā mājsaimniecības elektrības vads ir jāpārklāj ar ārējo izolācijas uzmavu, aksona membrāna darbojas kā aizsargapvalks bioelektriskajai transmisijai. Ķīmiski precīza, veselīga membrāna ir nepieciešama pilnvērtīgai cilvēka smadzeņu un nervu sistēmas funkcionēšanai.
Viens mikroskopisks aksona pavediens cilvēka ķermenī var būt īss, taču tas var būt arī 4.9 pēdas (1.5 metri) garš vai vairāk. Otrā aksona gala galā elektriskais signāls izlādējas. Tas var atbrīvot enerģiju, lai satrauktu citu neironu, sarautu muskuļus vai veiktu daudzas citas ķermeņa funkcijas, tostarp saprātīgu spriešanu. Ja signāls tiek nodots citam neironam, saņēmējšūnas ķermenī ir mazi un īsi izvirzījumi, ko sauc par dendritiem. No aksona līdz dendritiem signāls šķērso nelielu plaisu starp tiem, ko sauc par sinapsēm.
Nervu šūnām ir tikai viens aksons, un tā elektriskais signāls plūst tikai vienā virzienā. Tomēr aksons var sadalīties un atkārtoti sazaroties daudzos gala galos. Tas ir īpaši svarīgi smadzenēs, kur viens elektriskais impulss var stimulēt vairākus citus neironus. Rezultātā atzaroto termināla galu kaskāde var būt tūkstošos. Papildu savienojumus papildina “en passant” sinapses, kurās citu nervu dendrīti nofiksējas uz paša aksona stieņa, nevis uz to gala galiem.
Aksona membrānas struktūra un ķīmiskās īpašības ļauj tai saturēt elektrisko lādiņu, piespiest tā plūsmu vienā virzienā un pārraidīt signālu uz citām ķermeņa šūnām. Lielākoties lielākajai daļai nervu šūnu veidu aksons ir izolēts aizsargapvalkā, ko sauc par mielīnu. Šis aksona membrānas slānis tiek regulāri saspiests, ko sauc par “Ranvier mezgliem”. Šīs spraugas bez mielīna efektīvi pastiprina ienākošo elektrisko signālu, piespiežot tā ātru vienvirziena pārraidi. Signāls nav viens nepārtraukts vilnis; tas pulsē aksonā no mezgla uz mezglu.
Ir zināms, ka aksona membrānas integritāte un veselība ir viena no novājinošām neiroloģiskām slimībām, piemēram, multiplās sklerozes (MS). MS izraisa nervu aksonu demielinizācija. Citi traucējumi ietver īslaicīgu mielīna apvalka traumu, ko sauc par neirapraksiju, kas bloķē nerva spēju vadīt elektrību un parasti izraisa maņu sajūtas vai muskuļu kontroles zudumu skartajā zonā.
Aksonu membrāna noteikti ir paredzēta, lai saturētu elektrisko lādiņu, lai novērstu tā izplūšanu. Tomēr šķiet, ka tas notiek aksona gala galos. Zinātnieki, kas pēta membrānas molekulāro struktūru un sinapses ķīmisko sastāvu, tagad saprot, ka signāla pārraide patiesībā ir ķīmiska. Elektriskā enerģija veicina ķīmisko vielu, īpaši nātrija un kālija, izmaiņas, ļaujot tām šķērsot membrānas caur specializētiem dobiem proteīniem, ko sauc par jonu kanāliem.