Neuronen haben ein Ruhepotential von etwa -70 mV. Wenn die Öffnung des Ionenkanals zu einem Nettogewinn an positiver Ladung über die Membran führt, wird die Membran als depolarisiert bezeichnet, da das Potential näher an Null kommt. Dies ist ein exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP), da es das Potential des Neurons näher an seine Zündschwelle bringt (etwa -55 mV).
Wenn andererseits die Öffnung des Ionenkanals zu einem Nettogewinn an negativer Ladung führt, verschiebt sich das Potential weiter von Null und wird als Hyperpolarisation bezeichnet. Dies ist ein inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP), da es die Ladung über die Membran so verändert, dass sie weiter von der Zündschwelle entfernt ist.
Neurotransmitter sind von Natur aus nicht exzitatorisch oder inhibitorisch: Verschiedene Rezeptoren für denselben Neurotransmitter können verschiedene Arten von Ionenkanälen öffnen.
EPSPs und IPSPs sind vorübergehende Veränderungen des Membranpotentials, und EPSPs, die aus der Transmitterfreisetzung an einer einzelnen Synapse resultieren, sind im Allgemeinen viel zu klein, um eine Spitze im postsynaptischen Neuron auszulösen. Ein Neuron kann jedoch synaptische Eingaben von Hunderten, wenn nicht Tausenden anderer Neuronen mit unterschiedlichen Mengen an gleichzeitiger Eingabe erhalten, so dass die kombinierte Aktivität afferenter Neuronen große Schwankungen des Membranpotentials oder der Schwingungen des unterschwelligen Membranpotentials verursachen kann. Wenn die postsynaptische Zelle ausreichend depolarisiert ist, tritt ein Aktionspotential auf. Beispielsweise treten bei niederschwelligen Spikes Depolarisationen durch den T-Typ-Calciumkanal bei niedrigen, negativen Membrandepolarisationen auf, was dazu führt, dass das Neuron die Schwelle erreicht. Aktionspotentiale werden nicht abgestuft; es sind alles-oder-nichts-Antworten.