40多年前，細胞電生理學家根據這種過程發生在細胞膜上，就斷定細胞膜對細胞內外帶電離子的選擇通透性，是膜電位形成的物質基礎。如果細胞膜內外鈉、鉀離子的濃度都相等的話，細胞就死亡了。這兩種離子的濃度差異是為了維持細胞膜的興奮性，只有這種濃度差的存在才能在細胞膜兩側形成正負電位，細胞膜外側呈負電性，內側呈正電性，當細胞膜被某種刺激興奮時，引起鈉離子內流，導致膜電位的瞬間翻轉，而這種翻轉會沿著細胞膜傳播，神經資訊的傳導就是這種機制。
