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Por fuera y por dentro de la membrana neuronal, el balance de las cargas internas es negativo debido a la concentración de los aniones (ácidos orgánicos), y potasio K+ en menor medida, mientras en el exterior es positivo debido a la mayor concentración de sodio Na+ y iones cloruro Cl -. El sodio no puede ingresar a la célula porque los canales de membrana destinados a este ion se encuentran cerrados. La membrana también es impermeable a los ácidos orgánicos que no pueden salir.

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Un estímulo específico de intensidad suficiente acciona sobre la membrana y esta reacciona modificando su permeabilidad, abriendo los canales de sodio y permitiendo la difusión del mismo. A medida que esta despolarización avanza se origina el impulso nervioso.

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Vuelve al estado de reposo- Repolarizada

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Vuelve al estado de reposo- Repolarizada

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Cuando el impulso alcanza el extremo del axón, su interior recobra la carga negativa y la membrana está casi completamente polarizada. El tiempo total que la neurona demora en restablecer su polaridad se denomina Periodo refractario y durante él la célula no puede recibir un nuevo estímulo.