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 .
불응기
불응기는 한 신경원의 흥분빈도의 최고치를 결정하는 데 중요하다. 만약 어떤 한 신경원의 절대불응기가 0.001초라고 한다면, 어떤 자극도 이 신경원에 초당 1,000번 이상 활동전위를 야기시킬 수 없다. 만약 가하는 자극이 더 미약하면 상대불응기 때문에 신경충격 발사빈도는 더욱 낮아질 수 있다. 불응기가 나타나는 시간 간격은 신경원에 따라 차이가 있기 때문에 연구자들은 뇌가 어떻게 행동을 통제하는가를 알아보기 위해 이를 이용한다. 예컨대 어떤 행동을 지배하는 신경원의 불응기가 이 행동과 유사한 다른 행동을 지배하는 신경원의 불응기와 똑같다는 사실을 발견되었다면, 이 두 행동은 동일한 신경원에 의해 통제받을 것으로 예상할 수 있을것이다. 이와는 달리 두 개의 연관된 행동들의 불응기가 서로 다르다면, 이 두 행동들은 각기 상이한 신경원에 의해 지배되는 것으로 생각할 수 있을 것이다.