Zenuwcellen in rust hebben een elektrische lading over hun membranen: de buitenkant van de cel is positief geladen en de binnenkant van de cel is negatief geladen. Depolarisatie treedt op wanneer de zenuwcel deze ladingen omkeert; om ze terug te brengen naar een rusttoestand, stuurt het neuron een ander elektrisch signaal. Het hele proces vindt plaats wanneer de cel specifieke ionen in en uit de cel laat stromen.
Hoe polarisatie werkt

Polarisatie is het bestaan van tegengestelde elektrische ladingen aan weerszijden van een celmembraan. In hersencellen is de binnenkant negatief geladen en de buitenkant positief geladen. Er zijn ten minste drie elementen nodig om dit mogelijk te maken. Ten eerste heeft de cel moleculen zoals zouten en zuren nodig, die elektrische ladingen hebben. Ten tweede heeft de cel een membraan nodig dat elektrisch geladen moleculen er niet vrij doorheen laat. Een dergelijk membraan dient om ladingen te scheiden. Ten derde moeten de cellen eiwitpompen in het membraan hebben die elektrisch geladen moleculen naar de ene kant kunnen verplaatsen, waarbij een type molecuul aan deze kant en een ander type aan de andere kant wordt opgeslagen.
Gepolariseerd worden

A cel wordt gepolariseerd door verschillende soorten elektrisch geladen moleculen aan verschillende kanten van het membraan te verplaatsen en op te slaan. Een elektrisch geladen molecuul wordt een ion genoemd. Neuronen pompen natriumionen uit zichzelf, terwijl ze kaliumionen inbrengen. In rust - wanneer de cel geen elektrisch signaal naar andere cellen stuurt - heeft een neuron aan de buitenkant ongeveer 30 keer meer natriumionen dan aan de binnenkant; het tegenovergestelde is van toepassing op kaliumionen. De binnenkant van de cel bevat ook moleculen die organische zuren worden genoemd. Deze zuren hebben een negatieve lading, dus ze dragen bij aan de negatieve lading in de cel.
Depolarisatie en actiepotentieel

Een neuron communiceert met een ander neuron door een elektrisch signaal naar zijn vingertoppen te sturen, waardoor de vingertoppen om chemicaliën af te geven die een naburige cel stimuleren. Bekend als postsynaptische potentiaal, definieert dit elektrische signaal en type potentiaal een graduele depolarisatie van het membraan. Als het groot genoeg is, zal het een actiepotentiaal veroorzaken. Actiepotentialen gebeuren wanneer het neuron eiwitkanalen in zijn membraan opent. Met deze kanalen kunnen natriumionen van buiten de cel in de cel stromen. De plotselinge stroom van natrium in de cel verandert de elektrische lading in de cel van negatief naar positief, wat ook de buitenkant verandert van positief naar negatief. De hele depolarisatie-tot-repolarisatie-gebeurtenis vindt plaats in ongeveer 2 milliseconden, waardoor neuronen actiepotentieel kunnen afvuren in snelle bursts die neuronale communicatie mogelijk maken.
Repolarisatieproces

Een nieuw actiepotentiaal kan niet plaatsvinden tot de juiste elektrische lading over het membraan van de neuron is hersteld. Dit betekent dat de binnenkant van de cel negatief moet zijn, terwijl de buitenkant positief moet zijn. Een cel herstelt deze toestand of herpolariseert zichzelf door een eiwitpomp in zijn membraan aan te zetten. Deze pomp wordt de natrium-kaliumpomp genoemd. Voor elke drie natriumionen die het uit een cel pompt, pompt het in twee kaliumionen. De pompen doen dit totdat de juiste lading in een cel is bereikt.