神经细胞在受到阈上刺激后，通常会发生去极化、动作电位产生以及复极化等一系列电生理变化。这些变化是神经冲动传导的基础，对于信号传递至关重要。
1、去极化
当阈上刺激作用于神经细胞时，细胞膜上的电压门控钠离子通道被激活并大量开放。此时钠离子快速内流，导致膜内电位从静息状态的-70mV迅速上升至约+30mV，形成陡峭的上升支。这种电位反转现象使得局部电流形成，为动作电位的传播创造了条件。
2、动作电位产生
当去极化达到阈值后，钠离子通道进入失活状态，而电压门控钾离子通道延迟开放。钾离子大量外流使膜电位迅速下降，形成动作电位的下降支。此时细胞膜内外离子浓度差和电位差发生剧烈改变，产生持续时间约1-2毫秒的动作电位，具有“全或无”特性。
3、复极化
在动作电位峰值后，钠钾泵开始主动运输，每消耗1个ATP可将3个钠离子泵出、2个钾离子泵入。这种离子转运过程使膜电位逐渐恢复到静息水平，同时伴随不应期的出现，确保神经冲动单向传导。该过程约需3-4毫秒完成。
这些电生理变化具有高度规律性，其离子通道的开闭状态和膜电位变化可通过微电极技术精确测量。在神经科学研究中，常采用膜片钳技术记录动作电位波形。若需深入研究神经细胞的电生理特性，建议在神经生物学专家指导下进行实验设计，并严格遵循电生理实验操作规范。