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 .
망상 활성계
망상 활성계(, RAS)는 뇌에 널리 퍼져있는 영역으로 뇌의 각성, 흥분, 집중 등에 관여한다. 후뇌에서 시작하여 상부의 중뇌, 전뇌에 이르도록 신경이 망형 구조를 이루고 있어 의식의 여부를 조절하게 된다. 망상 활성계의 주요 기능은 시상과 대뇌피질에서의 뇌전도 불일치를 조절하는 것으로 알려져 있다.