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 .
신경가소성
1970년대 후반과 1980년대 초반에 몇몇 연구 집단은 감각 입력의 일부를 제거한 효과를 조사하기 시작하였다. 피질 지도에 대한 연구 결과, 만약 대뇌 피질 지도가 입력을 빼앗긴다면 인접한 다른 입력에 대한 응답으로 다시 활성화 됨이 입증되었다. JT wall과 J Xu는 이 가소성의 구조작용을 추적하였는데, 결과적으로 피질적인 재조직화는 나타나지 않았지만 대뇌 피질 안에서 관찰 된 지도의 변화를 생성하였다.
Merzenich와 Willian Jenkins의 동료들은(1990) 영장류 체세포 감각체계에서의 병리학적 동요가 없는 감각 경험과 관련 된 연구를 시작하였다. 그 후 Ford Ebner와 동료들은(1994) 설치류의 수염 피질에 비슷한 작업을 수행하였다. 다른 연구자들에 의해서 설치류의 수염 연구를 통해 NMDA 수용체를 발현하고, 정상 표현을 위한 콜린성 입력과 연루 된 피질 변화 유전자위가 밝혀졌다. 하지만 설치류 연구는 행동적인 해답을 제공하지는 못하였고, Ron Frostig와 Daniel Polley(1999)가 피질의 가소성에 실제적인 영향을 끼치는 행동적 조작을 확인하였다.