Nervu sistēmas nervu šūnas sūta signālus, ko sauc par darbības potenciāliem, kuru laikā soma jeb neirona šūnas ķermenis nosūta elektrisko signālu pa aksonu. Kad neirons nedod signālu, tas ir hiperpolarizēts, kas nozīmē, ka tam ir negatīvs lādiņš, salīdzinot ar ārējo. Kad darbības potenciāla signāls pārvietojas pa aksonu, tas izraisa šūnas depolarizāciju vai pozitīvāku uzlādi. Pēc signāla beigām šūna iziet cauri repolarizācijai, kur tā atgriežas sākotnējā negatīvajā polarizācijā.
Neirons sastāv no somas jeb šūnu ķermeņa, no kura dendriti sniedzas kā koka zari. Vienā neirona galā ir garš kabelis, ko sauc par aksonu, kas beidzas ar sinaptiskajām pogām. Uzbudinošie un inhibējošie signāli pārvietojas no citiem neironiem uz dendritiem un šūnu ķermeni, un šie signāli tiek summēti aksona paugurā, kas atrodas tieši pirms aksona sākuma. Šie signāli var hiperpolarizēt vai depolarizēt šūnu. Repolarizācija atgriež šūnu tās atpūtas stāvoklī.
Neirona hiperpolarizāciju, depolarizāciju un repolarizāciju izraisa jonu vai lādētu molekulu plūsma šūnā un no tās. Kad šūna atrodas miera stāvoklī, šie jonu kanāli paliek aizvērti, taču, kad membrānas potenciāls sasniedz noteiktu punktu, ko sauc par sliekšņa potenciālu, tie atveras. Šūnas ķermenis saņem ziņojumus no citām šūnām, kas depolarizē vai hiperpolarizē šūnu, un, ja tiek saņemts pietiekami daudz ziņojumu, šūna sasniegs sliekšņa potenciālu.
Kad tiek sasniegts sliekšņa potenciāls, atveras kālija un nātrija kanāli, ļaujot pozitīvi lādētiem kālija un nātrija joniem iekļūt šūnā. Tajā pašā laikā hlorīda kanāli ļauj negatīvi lādētiem hlorīda joniem iziet no šūnas. Tas izraisa depolarizāciju, kur šūna ir mazāk negatīvi uzlādēta nekā miera stāvoklī.
Pēc tam, kad darbības potenciāls depolarizē šūnu, tā sāk repolarizācijas procesu. Nātrija un kālija kanāli aizveras, bloķējot pozitīvi lādētu jonu iekļūšanu šūnā. Tajā pašā laikā negatīvi lādētie hlorīda joni atgriežas šūnā.
Pirmo repolarizācijas daļu sauc par ugunsizturīgo periodu, un šai fāzei ir divi posmi: absolūtais ugunsizturīgais periods un relatīvais ugunsizturīgais periods. Absolūtā ugunsizturīgā periodā šūna atsakās radīt citu darbības potenciālu. Relatīvā ugunsizturīgā periodā šūnai ir iespējams ģenerēt citu darbības potenciālu, taču tam nepieciešams lielāks signāls nekā parasti. Šis ugunsizturīgais repolarizācijas periods rodas tāpēc, ka pēc darbības potenciāla izzušanas kālija jonu pieplūduma dēļ šūnā notiek hiperpolarizācija.