Vanligtvis sammanfattas stadierna av handlingspotential i fem steg, varav de två första är stigande och överskridande faser. De tre senare stegen skulle vara fall-, underskotts- och återhämtningsfasen. Vissa källor, oavsett om det är fysiologer eller läroböcker, inkluderar ibland en initial vilofas före stigfasen när man räknar upp stadierna av handlingspotential, förmodligen för att illustrera status quo för neuronen innan handlingspotentialen börjar.
Aktionspotential är en händelse som sker mellan neuroner för att skicka meddelanden från hjärnan till olika delar av kroppen, oavsett om det är för frivilliga eller ofrivilliga handlingar. I enklaste mening kan aktionspotential beskrivas som korta elektriska pulser som skapas inuti neurons cellkropp. Dessa pulser orsakas av utbyte av positiva och negativa joner när kalium- och natriumjoner kommer ut och kommer in i cellkroppen. ”Gnisten” från utbytet går sedan ner i axonet, eller den stamliknande delen av neuronen, mot en annan neuron, och cykeln fortsätter. I många fall, när hjärnan behöver ”skicka” många ”meddelanden”, kan handlingspotential uppstå i en serie som kallas ”spiktåg”.
En neuron innehåller vanligtvis positivt laddade kaliumjoner (+K), medan natriumjonerna (+Na), också positivt laddade, finns i neuronernas periferi. Under vilofasen är neuronen inaktiv och innehåller en ”elektrisk potential” på -7- millivolt (mV). Denna negativa laddning upprätthålls av neuronens natrium-kaliumpump som för in två +K-joner samtidigt som den bär tre +Na-joner ut ur membranet. När hjärnan ”sänder” ett meddelande kommer en betydande mängd +Na-joner in i neuronen, och de stigande och överskridande stadierna av aktionspotential inträffar. I dessa stadier upplever neuronen ”depolarisering” och blir positivt laddad på grund av ingången av +Na-joner.
Neuronen når överskottsstadiet när dess positiva laddning överstiger 0 mV. Ju mer positivt laddad neuronen blir, desto fler natriumkanaler börjar öppnas och fler +Na-joner rusar in, vilket gör det svårare för kalium-natriumpumpen att transportera ut jonerna. För att släppa ut positiva joner kommer kaliumkanalerna att öppnas så snart natriumkanalerna stänger, och de fallande och underskjutande stadierna av aktionspotential äger rum. I dessa faser upplever neuronen ”repolarisering” och blir mer negativt laddad, så mycket att laddningen kommer att träffa under -70 mV i underskottsstadierna, även känd som ”hyperpolarisering.”
Efter att både kalium- och natriumkanaler stänger fungerar natrium-kaliumpumpen mer effektivt för att ta in +K-joner och utföra +Na-joner. I detta sista återhämtningsstadium återgår neuronen till sitt normala tillstånd på -7 mV, tills ytterligare en episod av aktionspotential inträffar. Det är mycket intressant att veta att alla dessa stadier av aktionspotential inträffar på så kort som två millisekunder.