Aksiyon Potansiyeli, Aksiyon potansiyel, bir hücrenin elektriksel zar potansiyelinin kısa bir zaman içinde aniden yükselmesi ve azalmasıdır. Aksiyon potansiyeli, zar potansiyeli olarak adlandırılan hayvan hücrelerinde birkaç türde ortaya çıkar. Bunlar, kas hücreleri (Veya kas lifleri), sinir hücreleri (Nöron) ve endokrin hücreler ve bazı bitki hücreleridir. Sinir hücrelerinde, hücreler arasında bulunan iletişimde başrol oynar. Diğer tür hücrelerde ana foksiyonu hücreler arası süreçleri etkinleştirmektir.

Dinlenim durumundayken nöronun içi, yani sitozol negatif elektik yüklüdür. Aksiyon potansiyeli bu halin anlık olarak tam tersidir yani nöronun iç bölümü dış bölümüne göre pozitif elektrikle yüklenir. Aksiyon potansiyelinin değeri akson boyunca aynıdır, değeri ve kuvveti akson boyunca düşmez ya da artmaz. Sinyaller frekansları değiştirilerek kodlanır.

Aksiyon potansiyeli nörona sokulan mikro elektrotlar kullanılarak ölçülebilmektedir. Aynı biçimde mikro elektrotlar kullanılarak dışarıdan yapay uyarı da bulunulabilir. Nörona belli bir akım uygulandığında nöron pasif tepki verir ve dinlenim potansiyelinde dalgalanmalar olur. Eğer ki verilen akım sayesinde dinlenim potansiyeli belli bir değerin üzerine çıkarsa aksiyon potansiyeli ortaya çıkar. Yani nöronun içerisindeki voltaj/potansiyel değeri bir anlık 40 mV'a kadar çıkar. Eğer verilen akım ile dinlenim potansiyeli eşik değerin üzerinde kalmaya devam ederse nöron da ateşlemeyi sürdürür. Verilen akımın değeri arttıkça nöronun ateşleme frekansın da artma görülür. Ancak her şeyin olduğu gibi bu durumunda bir sınırı vardır. Nöron en çok 1000 Hz. Ateşleme frekansına çıkabilir.

Aksiyon potansiyeli oluşumu: Öncelikle yukarıda da belirtildiği gibi aksiyon potansiyelinin meydana gelmesi için zar içerisindeki potansiyelin eşik değerine ulaşmalıdır. Bu, yeterli sayıda sodyum kanalının açılarak, sodyum geçişine izin vermeleriyle gerçekleşebilir. Sodyum dışarıda daha yoğun olduğu için (Difüzyon) ve içerideki potansiyel değer negatif olduğundan yani içerisi negatif iyonlarla dolu olduğundan kanallar açıldığında sodyum iyonları içeri dolmaya başlar bu da iç kısmın hızlı bir biçimde depolarize olmasına neden olur. Yani zarın iç kısmı daha az negatif yüklü duruma gelir. Yani -65mV'tan hızla -50mV düzeylerine geldiği düşünülebilir.

Sodyum kanallarının açık kalma süresi yaklaşık 1 mikro saniyedir. Bu zamanda aksiyon potansiyeli gerçekleşir. Bu 1 mikro saniye süre içerisinde bir aksiyon potansiyeli daha gerçekleşmesi mümkün değildir. Yeni bir aksiyon potansiyeli için, sodyum kanallarının kapanarak, zar potansiyelinin eşik değeri yakınlarına kadar düşmesi gerekir. Zar potansiyelinin düşmesiyle kanallar kapanır. Bu kanalların kapanmasıyla birlikte potasyum kanalları açılır. İçerisi aşırı biçimde depolarize olduğu için potasyum iyonları kanallar açıldığında derhal hücre dışına akmaya başlar, hücre içi tekrar -65mV olana kadar potasyum akışı sürer.

Aksiyon potansiyeli, akson süresince tek yönlü olarak ilerler ve akson boyunca düşmeden devam eder. Çünkü zar, akson boyunca aynı niteliklere sahiptir. Aksiyon potansiyelinin hızı değişmekle beraber çoğunlukla 10m/s'dir. Miyelin kılıf aksiyon potansiyelinin hızını artırmaya yarar.

Görüldüğü gibi kanallar açılınca sodyum iyonları içeri dolarak zar içinin yükünü daha pozitif duruma getiriyor. Bu hal bir sonraki sodyum kanallarının açılmasına neden oluyor. Voltaja duyarlı potasyum kanalları dengeyi sağlamak için açılarak içerideki potasyumu boşaltıyorlar. Bu durum içerinin tekrar negatif olmasına neden oluyor.