A kálium- és nátrium-ionok energiát generálnak a test sejtjein belül. A neuronok az idegrendszer egész területén elhelyezkedő sejtek. Információkat adnak át olyan fontos feladatok elvégzésére, mint például a testhőmérséklet szabályozása vagy az izmok hajlítása. Például, ha mozgatni kívánja az ujjait, az agy üzenetet továbbít a kezedben lévő izmokra. A neuronok továbbítják ezt az üzenetet. A neuronok ionokat használnak a kommunikációhoz. Az ionok elektromosan töltött vegyszerek. A kálium és a nátrium az idegrendszer két legfontosabb ionja.
Nátrium-kálium szivattyú
A tiszta víz nem vezet áramot. A kálium, nátrium és más elektrolitok vízben oldódnak, és segítik az elektromos töltést. A test sejtjeinek elektrolitokra van szüksége az elektromos impulzusok szállításához és fenntartásához. A nátrium-kálium szivattyú egy olyan mechanizmust ír le, amelyben a nátrium- és káliumionok be- és kimennek a sejtekből. Minden alkalommal, amikor ez megtörténik, elektromos töltés keletkezik. A nátrium-kálium szivattyú reagál az idegrendszer energiaigényeire is. A megfelelő elektrolit-egyensúly fontos a vér, a hidratáció szempontjából, és segít fenntartani a test egyéb létfontosságú funkcióit.
Ionkoncentráció
A nátrium-kálium szivattyú gondosan kiválasztja, mely ionokat engedi be a sejtekbe vagy ki. Ez fenntartja az elektromos töltést. Egy adott időpontban három nátrium-ion megengedett egy sejtben. Nátrium-ionok behúzásakor a cella úgy helyezkedik el, hogy vonzza a nátrium-ionok alakú ionokat. Ezután megfordítja a helyzetet, felszabadítja a nátriumionokat, és két káliumiont húz be. James W. Kalat a „Biológiai pszichológia” című cikkben írja, hogy ennek a folyamatnak az eredménye, hogy a nátrium-ionok jobban koncentrálódnak a sejtmembránjain, míg a kálium-ionok inkább a sejtmembránokon koncentrálódnak.
Nyugalmi potenciál
A sejt nyugalmi potenciálja az elérhető energiamennyiség, amikor a sejt nyugalomban van. A szervezet sok energiát költ a nátrium-kálium-szivattyú működtetésére. Az ebből eredő nyugalmi potenciál lehetővé teszi az agya kéréseire történő gyors reagálást. A "Biológiai Pszichológia" részében Kalat összehasonlítja a pihenési képességeket egy meghajolt és tüzet kész íjjal és nyíllal. Egy íjász meghúzza az íjat, és arra vár, amíg a nátrium-kálium szivattyú meg van töltve és készen áll a cselekvésre.
Akciós potenciál
Amikor egy szimulált neuron kérést tesz, a nátrium-ionok, mint a nyilak, lőnek a sejtekbe, és ezzel energiát robbantanak fel. A nátrium-ionok először a nátrium- és a káliumionok közötti egyenetlen koncentráció miatt mozognak. Kicsit hosszabb ideig tart, amíg a káliumionok a sejtjein kívülre mozognak. Amikor megteszik, a kálium- és nátriumionok be- és kiáramlása polarizációt és fordított polarizációt hoz létre. Ez a cselekvési potenciál. Végül az ionok letelepednek és visszatérnek pihenőképességükhöz.
