I neuroni hanno un potenziale di riposo di circa -70 mV. Se l’apertura del canale ionico provoca un guadagno netto di carica positiva attraverso la membrana, si dice che la membrana sia depolarizzata, poiché il potenziale si avvicina a zero. Questo è un potenziale postsinaptico eccitatorio (EPSP), in quanto avvicina il potenziale del neurone alla sua soglia di cottura (circa -55 mV).
Se, d’altra parte, l’apertura del canale ionico provoca un guadagno netto di carica negativa, questo sposta il potenziale più lontano da zero e viene indicato come iperpolarizzazione. Questo è un potenziale postsinaptico inibitorio (IPSP), in quanto cambia la carica attraverso la membrana per essere più lontano dalla soglia di cottura.
I neurotrasmettitori non sono intrinsecamente eccitatori o inibitori: diversi recettori per lo stesso neurotrasmettitore possono aprire diversi tipi di canali ionici.
Gli EPSP e gli IPSP sono cambiamenti transitori nel potenziale di membrana e gli EPSP derivanti dal rilascio del trasmettitore a una singola sinapsi sono generalmente troppo piccoli per innescare un picco nel neurone postsinaptico. Tuttavia, un neurone può ricevere input sinaptici da centinaia, se non migliaia, di altri neuroni, con quantità variabili di input simultanei, quindi l’attività combinata dei neuroni afferenti può causare grandi fluttuazioni nel potenziale di membrana o nelle oscillazioni del potenziale di membrana sottosoglia. Se la cellula postsinaptica è sufficientemente depolarizzata, si verificherà un potenziale d’azione. Ad esempio, in picchi di bassa soglia le depolarizzazioni del canale del calcio di tipo T si verificano a depolarizzazioni di membrana basse, negative, con conseguente raggiungimento della soglia del neurone. I potenziali d’azione non sono classificati; sono risposte tutte o nessuna.