到20世纪30年代后期，研究人员已经了解有关在内部信号传导的几个重要事项神经元。例如，他们知道神经元内的信号传导是自然的电气（而不是在通常是化学品的神经元之间的信号传导，并且它发生在称为活动的突发中行动潜力。并且他们知道通过称为蛋白质的钠离子在神经元膜穿过神经元膜的运动来刺激动作电位离子渠道。但在行动潜力期间发生的完整细节并没有完全清楚，直到1939年开始在这个问题上开始合作，直到Alan Hodgkin和Andrew Huxley。

什么是行动潜力？

要了解Hodgkin和Huxley的调查结果，它有助于在动作潜力期间发生一些背景。当神经元处于休息时，有多种带电的粒子离子这不均匀地分布在细胞内外。离子是仅获得或丢失电子的原子;电子的增益或电子损失分别为原子产生负或正极的总电荷。当神经元未兴奋时，带正电荷的钠离子在神经元外累积，而带正电荷的钾离子在内部积聚。还存在带负电的氯离子，其积聚在细胞内积聚的外部和有机离子。许多机制，包括被动（例如扩散）和活性（例如NA-K泵）工艺，工作，维持神经元内外的正面和带负电颗粒的不平等平衡。这种充电差异是称为休息膜潜力;通常在神经元中，它约为-65至-70 mV，这意味着神经元的内部相对于外部负荷。

在动作潜力期间，膜势迅速变化。通过Hodgkin和Huxley的时间已经怀疑，这种快速变化是通过离子通道从外部到神经元内部的带正电荷的钠离子的运动产生的快速变化。被剥积粒子的涌入被认为是电能突发的基础，然后进行以将神经元行进作为动作电位。然而，膜电位变化的程度尚不清楚，不同类型的神经元在神经元细胞内和细胞外液中发现的确切作用尚未阐明。

电压夹和鱿鱼轴突

理解行动潜力的困难之一是霍奇金和赫ux的作品是神经元非常小。（在他们最大的时间里，它们约为100微米，但它们可以在10微米以下。通过比较，人的头发约为80微米。）科学家发现了大小的大小轴突在大多数物种中，困难或不可能插入记录设备以在动作电位期间测量电压变化。

通过研究鱿鱼的相对巨大的轴突（直径为1mm）的动作电位，霍奇金和赫ux围绕着这个问题。它们将细毛细管插入鱿鱼巨型轴突中，并且能够在动作电位期间测量轴突内的电气变化。他们发现，神经元的膜电位实际上在动作潜力期间逆转，导致神经元暂时具有阳性膜电位。这种快速反转的膜电位是用于产生动作电位的电信号的动力。

Hodgkin和Huxley还利用了一种创新工具，使它们能够确定不同离子对动作潜力期间看到的膜电位变化的贡献。设备，称为a电压夹，使用电刺激和反馈将神经元的膜电位设置在特定电压下并保持在那里。以前的尝试通过所涉及的离子通道的电压依赖性来衡量不同离子对动作电位的确切贡献。电压依赖性离子通道当膜电位达到特定电压时打开和关闭。因此，因为动作电位涉及膜电位的快速变化，所以它还涉及离子通道的开口和关闭的快速波动。这很快就会发生这种情况，在霍奇金和赫ux的研究人员无法减慢它足以了解正在发生的事情。通过使用电压夹，Hodgkin和Huxley基本上能够在特定电压下“冷冻”神经元，这使得它们可以收集关于在动作电位的每个阶段在神经元中发生的内容的细节。

Hodgkin和Huxley使用电压夹，同时还在操纵细胞外液中的不同离子的水平。以这种方式，它们能够确定钠和钾（和氯化物和有机）离子对动作电位的确切贡献。它们确定通过电压门控钠离子通道的钠离子的流入导致膜电位的快速移位，这导致称为动作电位的电信号的启动。然而，在膜电位的变化之后立即，离子通道打开，使钾离子流出神经元。这有助于膜可能恢复正常水平。

Hodgkin和Huxley首次工作允许研究人员逐步浏览动作潜力所涉及的过程。他们的发现引起了兴趣电生理学飙升，最终鼓励开发更精确的电压钳形形式的开发补丁夹，这允许在单离子通道上测量电流。然而，也许最重要的是，霍奇金和赫克利在精确建模行动潜力的成功努力将为二十世纪奠定了一种对生物学的更多定量方法的基础。