Excitabilitatea este o proprietate fundamentală a materiei vii şi reprezintă capacitatea de a răspunde prin manifestări specifice la acţiunea unor stimuli.
Stimulul produce în neuron modificări fizico-chimice, care stau la baza generării impulsului nervos.
Impulsul nervos trebuie să aibă o anumită intensitate, numită intensitate prag.
Stimulii cu intensitate sub valoarea intensităţii prag (subliminali) nu produc la nivelul neuronului impuls nervos. Stimulii subliminali produc potenţiale locale, care nu se propagă.
Stimulii cu intensitate superioară intensităţii prag nu produc un impuls nervos mai puternic decât cel produs de valoarea prag. Acest fapt este cunoscut sub denumirea de legea „tot sau nimic”, care se referă la potenţialul de acţiune a cărui amplitudine este maximă atunci când stimulul a atins valoarea prag.
Intensitatea minimă a unui curent electric (aplicat pe un nerv), care produce un răspuns din partea nervului sau a muşchiului pe care nervul îl deserveşte, se numeşte reobază. Timpul de aplicare a curentului până la obţinerea răspunsului reprezintă timpul util.
La modificări mici ale intensităţii curentului se obţin variaţii mari ale timpului util. Folosind un curent electric cu intensitate dublă faţă de reobază, se constată că variaţiile timpului util sunt minime.
Cronaxia reprezintă timpul minim necesar unui curent cu intensitate dublă faţă de reobază pentru a produce un răspuns motor.
Membrana neuronului este polarizată în repaus, fiind încărcată pozitiv pe faţa ei externă şi negativ pe fata internă. Această diferenţă de potenţial poartă numele de potenţial membranar de repaus şi are o valoare medie (-50) – (-70) mV. El este consecinţa permeabilităţii selective a membranei şi a prezenţei unor anioni nedifuzabili în spaţiul intracelular. Diferenţa de potenţial este menţinută prin activitatea unor mecanisme membranare, prin care este expulzat Na+ din celulă şi este introdus K+.
Aplicarea unui stimul cu o intensitate de valoare prag, creşte permeabilitatea membranei pentru Na+, care pătrunde în celulă, determinând depolarizarea membranei şi micşorând diferenţa de potenţial. Prin creşterea influxului de Na+, polaritatea membranei se inversează, devenind negativă pe faţa externă şi pozitivă pe faţa internă, ceea ce determiă apariţia unui potenţial de acţiune. Acesta are o valoare de +35 mV şi se propagă de-a lungul fibrei nervoase.
Repolarizarea membranei se face prin scăderea permeabilităţii membranei pentru Na+ şi creşterea efluxui de K+, restabilindu-se echilibrul electric iniţial (cu sarcini pozitive la exterior şi negative la interior), urmat şi de restabilirea celui ionic, prin eflux de Na+ şi influx de K+.
Dacă în timpul potenţialului de acţiune intervine un nou stimul, acesta nu va determina un nou potenţial de acţiune, instalându-se perioada refractară.