Neirons ir nervu sistēmas elements, kas ir atbildīgs par informācijas saņemšanu un pārraidi visā smadzenēs, izmantojot elektroķīmiskos signālus. Informācija pārvietojas pa smadzenēm darbības potenciāla vai nervu impulsa veidā. Tas maina miera stāvoklī esošā neirona elektrisko lādiņu un tā šūnu membrānas potenciālu. Ja neirons nerada darbības potenciālu, to sauc par miera neironu. Miera stāvoklī neironam ir iekšējā šūnu membrāna, kas ir negatīvi lādēta attiecībā pret šūnas membrānas ārpusi.
Šūnu membrāna ir ārējā robeža ap neironu. Tas sastāv no dubultā lipīdu vai tauku slāņa, un tajā atrodas olbaltumvielas, piemēram, jonu kanāli. Lipīdu divslāņu slānis darbojas kā barjera un uztur elektrisko lādiņu sadalījumu pa šūnu membrānu, izmantojot jonu sūkņus un jonu kanālus. Jonu sūkņi izveido jonu koncentrācijas gradientus membrānā un pārvieto jonus uz neironu un no tā pretēji to koncentrācijas gradientiem. Jonu kanāli darbojas pretstatā jonu sūkņiem un ļauj noteiktiem joniem pārvietoties pa šūnu membrānu to koncentrācijas gradientu virzienā.
Potenciālu starpību miera stāvoklī esoša neirona šūnas membrānā sauc par miera membrānas potenciālu. Tā ir elektriskā enerģija cauri nestimulētas, elektriski uzbudināmas šūnas membrānai. Neironu potenciāls miera stāvoklī svārstās no mīnus 60 milivoltiem (mV) līdz mīnus 90 milivoltiem, bet parasti ir mīnus 65 milivolti. Iespējamās atšķirības starp šūnu membrānu rodas tāpēc, ka atšķiras jonu koncentrācija šūnā un ārpus tās un tāpēc, ka šūnu membrānas ir caurlaidīgas vai porainas pret šiem konkrētajiem joniem.
Šūnu membrānā ir intracelulārs šķidrums, kurā ir augsta kālija jonu koncentrācija, ko līdzsvaro negatīvi lādēti joni vai anjoni. Šūnu membrāna ir necaurlaidīga šiem konkrētajiem anjoniem, kas nozīmē, ka šie joni nevar pārvietoties pa šūnas membrānu. Šķidrums ārpus šūnas membrānas veido atšķaidītu nātrija hlorīda šķīdumu.
Neironam miera stāvoklī ir nātrija jonu pieplūdums neironā cauri šūnas membrānai caur nātrija jonu kanāliem. Pēc tam to līdzsvaro kālija jonu izplūde caur kālija jonu kanāliem. Miera stāvoklī vai kad neironu membrāna ir polarizēta, membrānas potenciāls paliek tuvu kālija līdzsvara potenciālam. Tas nozīmē, ka neironu membrāna galvenokārt sastāv no kālija joniem. Neironu membrāna tiek depolarizēta, kad tā saņem ierosinošu signālu vai darbības potenciālu, kā rezultātā rodas nātrija jonu pieplūdums un neirons, kas vairs nav miera stāvoklī vai neaktīvs.