En neuron är en del av nervsystemet som ansvarar för att ta emot och överföra information i hela hjärnan via elektrokemiska signaler. Information färdas genom hjärnan i form av en aktionspotential eller nervimpuls. Detta vänder den elektriska laddningen av en vilande neuron och dess cellmembranpotential. När en neuron inte genererar en aktionspotential kallas det en vilande neuron. I vila har en neuron ett inre cellmembran som är negativt laddat i förhållande till utsidan av cellmembranet.
Ett cellmembran är en yttre gräns runt en neuron. Den består av ett dubbelt lager av lipider eller fetter, och det är där proteiner, som jonkanaler, finns. Lipiddubbelskiktet fungerar som en barriär och upprätthåller en uppdelning av elektriska laddningar över cellmembranet via jonpumpar och jonkanaler. Jonpumpar upprättar jonkoncentrationsgradienter i membranet och flyttar joner in i och ut ur neuronen mot deras koncentrationsgradienter. Jonkanaler arbetar i motsats till jonpumpar och tillåter vissa joner att röra sig över cellmembranet mot sina koncentrationsgradienter.
Potentialskillnaden över cellmembranet hos en vilande neuron kallas vilande membranpotential. Det är den elektriska energin över membranet i en ostimulerad, elektriskt exciterbar cell. Vilande neuronpotentialer sträcker sig från minus-60 millivolt (mV) till minus-90 millivolt men är vanligtvis minus-65 millivolt. Potentiella skillnader över cellmembranet uppstår på grund av skillnader i koncentrationen av joner inuti och utanför cellen och på grund av att cellmembran är permeabla eller porösa för just dessa joner.
Ett cellmembran har en intracellulär vätska som har en hög koncentration av kaliumjoner, balanserad av negativt laddade joner eller anjoner. Cellmembranet är ogenomträngligt för dessa speciella anjoner, vilket innebär att dessa joner inte kan röra sig över cellmembranet. Vätskan utanför cellmembranet utgör en utspädd lösning av natriumklorid.
En vilande neuron har ett inflöde av natriumjoner in i neuronen, över cellmembranet via natriumjonkanaler. Detta balanseras sedan av ett utflöde av kaliumjoner via kaliumjonkanaler. I vila, eller när ett neuronalt membran är polariserat, förblir membranpotentialen nära kaliumjämviktspotentialen. Det betyder att neuronmembranet till största delen består av kaliumjoner. Ett neuronalt membran depolariseras när det tar emot en excitatorisk signal eller en aktionspotential, vilket resulterar i ett inflöde av natriumjoner och en neuron som inte längre vilar eller är inaktiv.