Điện thế hoạt động
Sự phát triển của điện thế hoạt động theo từng thời kỳ

Khả năng của nơron trong việc tạo ra và lan truyền các điện thế hoạt động được cho là thay đổi theo sự phát triển của hệ thống thần kinh cả trung ương lẫn ngoại vi. Khuynh hướng biến đổi điện thế màng nhiều hay ít là phụ thuộc vào tính trở kháng đầu vào của màng tế bào. Khi một tế bào sinh trưởng, có nhiều kênh được tổng hợp ngay trên màng, điều này khiến cho tính trở kháng đầu vào giảm xuống. Một nơron đã trưởng thành cũng phải trải qua những thay đổi ngắn về điện thế màng khi dòng điện được phóng tại các khớp synap. Các nơron vùng nhân gối ngoài (lateral geniculate nucleus) của loài chồn sương có giá trị hằng số thời gian dài và giá trị điện thế biến thiên giảm tại giai đoạn mới sinh ra (P0) hơn là tại thời điểm 30 ngày tuổi (P30). Hệ quả của sự suy giảm về thời gian điện thế hoạt động đó là các tín hiệu được bảo toàn và vẫn giữ độ chính xác khi đáp ứng với kích thích tần số cao. Những nơron chưa trưởng thành dễ xảy ra hiện tượng ức chế synap hơn là điện thế hóa khi kích thích tần số cao hiện diện.
Trong thời kỳ phát triển sớm của nhiều sinh vật khác nhau, chu kỳ điện thế hoạt động thực tế được khởi động bởi dòng chảy calci hơn là dòng natri. Quá trình động lực học của sự mở và đóng những kênh calci trong giai đoạn phát triển là chậm hơn so với các kênh natri nhạy cảm với điện thế (chuyển tải các điện thế hoạt động trong các nơron trưởng thành). Thời gian mở cổng kênh calci dài có thể dẫn đến các chu kỳ của điện thế hoạt động diễn ra rất chậm so với những nơron trưởng thành. Các tế bào thần kinh thuộc loài ếch Xenopus đã tạo ra được các điện thế hoạt động sơ khai với khoảng thời gian từ 60–90 ms. Trong sự tăng trưởng của sinh vật này, thời gian này giảm 1 ms. Sự suy giảm mạnh này có hai lý do. Thứ nhất, hiện tượng tăng khử cực chịu trách nhiệm chủ yếu bởi các kênh ion natri. Và thứ hai, các kênh kali bắt đầu hoạt động mạnh mẽ và sản sinh ra dòng chảy ion kali ra bên ngoài tế bào gấp 3.5 lần, các kênh này được gọi là bộ máy phân tử chỉnh lưu và cản trở dòng điện (delayed rectifier), và được hoạt hóa trong giai đoạn màng bị khử cực. Sự hoàn thiện của các kênh kali nhạy cảm với điện thế giúp vận chuyển lượng lớn ion K+ ra ngoài màng, thiết lập màng tế bào vào trạng thái nghỉ, và giới hạn dòng ion calci đi vào bên trong tế bào trong điện thế hoạt động.
Để chuyển đổi dạng điện thế hoạt động phụ thuộc Ca2+ sang dạng điện thế hoạt động phụ thuộc Na+, các kênh ion mới cần phải được sinh tổng hợp và gắn vào màng tế bào. Nếu như tế bào thần kinh của những loài Xenopus được nuôi dưỡng trong môi trường có dùng chất ức chế quá trình tổng hợp RNA (hay protein), thì sự chuyển đổi này sẽ bị chặn lại. Thậm chí rằng hoạt động điện của tự thân tế bào có thể đóng vai trò trong việc biểu hiện gen mã hóa kênh protein. Giả sử điện thế hoạt động trong tế bào cơ của loài Xenopus không diễn ra, tương ứng mật độ dòng chảy của ion Na+ và K+ cũng sẽ dừng lại.
Sự phát triển của đặc tính điện thế cũng được thấy ở rất nhiều loài. Cụ thể, người ta nhận thấy rằng là dòng chảy ion Na+ và K+ của loài Xenopus tăng đột ngột sau khi tế bào nơron trải qua giai đoạn cuối cùng của chu kỳ nguyên phân (telophase). Mật độ các kênh Na+ phân bố tại cấu trúc vỏ não chuột tăng gấp 6–10 lần trong vòng hai tuần đầu tiên sau sinh.