신경 세포
모든 신경 세포는 전기적인 흥분성을 띈다. 신경 세포는 이온 통로, 이온 펌프등을 이용하여 나트륨, 칼륨, 칼슘, 염소이온들을 세포막 안과 밖의 농도차를 만들어 막전위를 형성한다. 신호가 오기 전 일상적인 상태의 막전위를 휴지 전위(-70mv)라고 하며, 신경 세포에 역치(-55mv) 이상의 자극이 가해질경우 활동전위(+40mv)에 도달하여 탈분극이 이루어진다. 탈분극이 일어난 후 통로의 개폐로 재분극 상태가 되어 다시 휴지 전위로 돌아가게 된다 .
뇌 심부 자극술
뇌 심부 자극계는 3개의 부분으로 구성된다: 자극 발생기(the implanted pulse generator, IPG), 전극선(lead), 연장선(extension)이다. 자극 발생기는 배터리로 된 전원작동이 되는 신경자극기로써 신경활동을 방해받는 뇌 부위에 전기자극을 전달한다. 전극선은 4개의 백금이리듐 전극으로 된 폴리우레탄 코일로 되어있으며 뇌의 세 부분의 영역 중 한 곳에 배치된다. 전극선은 연장선을 통해 자극 발생기와 연결된다. 전극선은 머리에서부터 귀 뒷부분으로 내려와 목 아래로 이어지며 쇄골 피하 또는 복부에 위치된다. 자극 발생기는 증상을 억제하거나 부작용을 조절하기 위해 의사, 간호사 또는 훈련된 기술자에 의해 보정될 수 있다. 뇌 심부 자극선은 증상에 따라 뇌의 위치 부위가 결정된다. 비파킨슨의 수전증의 경우 시상의 앞쪽 핵에 삽입된다. 파킨슨(경직, 진전, 무동증, 운동완서)와 같은 증상과 근육긴장이상은 담창핵이나 시상밑핵에 삽입된다. 3가지 구성성분은 외과적 수술로 신체에 삽입된다. 국소 마취로 진행하며 머리뼈에 드릴로 14mm의 구멍을 뚫고 적절한 위치에 삽입되었는지 확인할 수 있도록 전극을 삽입한다. 자극 발생기와 전극선은 전신마취하에 삽입된다. 뇌의 우반구는 왼쪽으로 신체 증상을 통제한다.