神经科学/细胞神经生物学/动作电位
动作电位具有几个组成部分。在膜电位与时间的关系图上，斜率变得陡峭，电位在过冲阶段超过 0 mV。之后，电位回落，然后出现负后电位，最后恢复到静息电位。
动作电位在轴突起始段产生。它们的频率可能不同，但通常幅度不会改变。如果将记录电极放置在细胞附近，就可以记录跨膜的动作电位。可以通过电极注入电荷，这会导致去极化，当膜电位达到阈值时，就会导致尖峰。在正常放电的神经元中，只要膜电位保持在阈值以上，细胞就会持续产生动作电位。此外，如果去极化增加到更正的电位，这些细胞会以更快的速率放电。其他神经元在长时间的去极化过程中停止放电动作电位，因此被称为“爆发神经元”。它们的放电模式是适应的一种非常简单的形式。
可以使用电流钳来监测电流。注射电极将通过注射阈上电压来触发动作电位，但跨膜的电位保持稳定。负偏转代表正电荷的流入，正偏转代表正电荷的流出。霍奇金使用 TTX（河豚毒素）来阻断电压门控钠通道。他们发现这会阻断动作电位的内向成分。使用 TEA（四乙基铵，钾通道的拮抗剂），他们抑制了动作电位的外向成分，并且他们可以观察到动作电位的电流与时间的关系图，并外推钾和钠的电流与时间的关系图。当施加阈上电位时，钠通道打开，然后关闭，即使膜是去极化的。钾电压门控通道在去极化持续的情况下不会关闭。钠电压门控通道电流是“不灭活”/“切线”电流，钾电压门控通道电流是“持续”和“灭活”电流。
如果钠和钾通道都打开，就会出现双向流动，但渗透性不同。在去极化过程中，钠会迅速使膜去极化，然后停止。它会逐渐泄漏回平衡。钾流动使膜复极化，但流动速度较慢。当足够的钠通道让进足够的钠，以至于钾的流出无法平衡去极化时，去极化就会继续，并发生动作电位。在阈值以下，钾通道打开以增加钾离子电流。在阈值去极化时，负反馈循环不会停止，而是被淹没。如果没有钠涌入，钾不会很快穿过膜。
可以将毛细管吸管在末端点燃，将尖端熔化成微米尺寸的开口，以获得有用的毛细管，然后将其充满盐溶液。将吸管尖端放到膜附近，使用负压，可以拉入膜的一部分。形成一个不可渗透的密封，防止离子进出。可以测量单个通道的电流。在图表中，电流呈方形。正电流或负电流指示电流流动的方向，可以识别流动的离子。根据通道类型，可以使用电压或神经递质来控制特定通道的打开和关闭。通道要么打开要么关闭。通道打开的时间越长，跨膜的电荷流动时间就越长。
快速的大幅度电位变化是离子通道活动的产物。电压钳技术的目的是记录膜电流（而不是电位）。使用两个电极：一个用于注入电压，另一个用于监测膜电位。连接这两个电极的是一个纠错放大器。该放大器向细胞注入设定电压，并使用监测电极检测变化并在注射电极处进行补偿。目的是在电气上强迫膜保持在某个电位，然后监测反馈，以查看哪些电流通过膜。
它们在蛋白质结构中有一个电压传感器。它们包含带电的氨基酸，这些氨基酸会对膜电压的变化做出反应。当膜上有更多的正电荷时，蛋白质中的正氨基酸会被排斥，在蛋白质内部产生一种力，导致构象发生变化。当膜处于 -10mV 时，通道有 10-15% 的时间处于打开状态。当处于 -10mV 时，通道有 80% 的时间处于打开状态，在 20mV 时，通道有 95% 的时间处于打开状态。
所有单通道电流的总和。如果记录单个 Na 通道，去极化会增加开放通道的发生率。在总和中再添加两个通道，最大可能的总电流就会增加。随着数量的增加，曲线代表 Na 部分的整个细胞电流曲线。三个图形显示了在一次动作电位期间 K 的电流、Na 的电流和总电流；图形将动作电位曲线与 Na 和 K 通道电流的图形对齐，以便可以观察动作电位的哪个部分是由特定的离子通道引起的。AP 泄漏通道恢复静息电位后。当达到峰值去极化时，Na 通道已关闭，而 K 通道已打开，迅速从峰值下降。Na 的内流导致动作电位的上升部分，而 K 的外流使膜电位回落。
Na 通道具有快速启动和快速关闭的特点：失活通道。K 与之相反，启动缓慢，关闭缓慢：非失活通道。这种差异是由两种蛋白质的差异造成的。Na 通道有两个门：激活门和失活门。激活门对电位敏感。当激活门关闭时，失活门也关闭。当细胞内部去极化时，激活门会迅速打开。失活门由负电蛋白质组成，会被细胞内环境正电变化缓慢地排斥，因此它通过进入通道孔来关闭通道。
K 通道。有一个由膜电位激活的单门，因此只要膜具有特定的电位，它就会一直保持打开状态。Na 和 K 电导 Na 的电导特点是快速启动和快速偏移。K 的电导特点是启动缓慢，偏移缓慢。膜电位在时间上与 K 和 Na 电导的图形在不同的线上对齐。AP 的上升对应于 Na 电导的变化，而 AP 的下降对应于 K 电导。K 的缓慢偏移会造成一个下冲。这会建立一个不应期，在此期间无法产生另一个 AP，因为在下降期间的动作电位需要比在静息电位期间更大的 Na 内流。此外，如果 Na 通道上的球体尚未释放，Na 通道就无法传导电流，从而形成绝对不应期，在此期间无论膜电位如何，都无法产生动作电位。蛋白质复合物阻止 Na 通道释放后就是相对不应期，在此期间更难。
Ca 离子可以使峰值在 K 使电位恢复之前保持相对较长的时间。Ca 可以激活 Ca 激活的 Na 通道，这些通道有助于产生动作电位波形。