Trong 1 sợi trục thần kinh, nếu kích thích ở một điểm bất kì trên sợi trục thì xung xuất hiện sẽ lan truyền theo cả hai chiều. Vì cả hai bên của nơi (điểm) bị kích thích, màng vẫn ở trạng thái nghỉ nên dòng điện động xuất hiện sẽ kích thích màng ở cả hai bên, làm thay đổi tính thấm và nơi này sẽ xuất hiện kích thích màng ở cả hai bên, làm thay đổi tính thấm và nơi này sẽ xuất hiện điện động. Cứ như vậy xung thần kinh được lan truyền theo cả hai chiều.

Kết luận trên đây có thể được chứng minh bằng các thí nghiệm sau :

Thí nghiệm 1 : babukhin A.I (1876) nghiên cứu sự dẫn truyền hưng phấn trên sợi thần kinh đi tới cơ quan phát điện của một loài cá đuối.

Ông cắt rời sợi thần kinh khỏi thân nơron, Sợi thần kinh gồm nhiều nhánh phân bố tới các tấm điện trong cột điện bên thân cá. Sau đó ông tiếp tục cắt bỏ phần giữa của cột điện, các tấm điện ở phần trên và dưới của cột điện chỉ còn liên hệ với nhau nhờ các nhánh của sợi thần kinh.

Khi kích thích đầu trung ương của bất kì một nhánh nào thì cũng thấy cả 2 phần trên, dưới của cột điện, đã bị cách li, đều phóng điện.

Thí nghiệm 2 : Cơ thẳng của đùi ếch gồm 2 nữa được chi phối bởi hai nhánh của cùng một sợi thần kinh vận động. Người ta cắt đôi nhánh 1, kích thích đầu ngoài cho thấy nửa thứ nhất của cơ thẳng trong co, nhưng nếu bị kích thích đầu trong của nhánh 1 thì nửa thứ 2 của cơ thẳng trong co.

* Trong 1 cung phản xạ thì xung thần kinh chỉ truyền theo 1 chiều từ cơ quan thụ cảm (khi bị kích thích) theo nơron cảm giác về trung ương, qua nơron trung gian chuyển sang nơron vận động đến cơ quan đáp ứng, vì khi qua xinap xung thần kinh chỉ truyền theo một chiều nhất định nhờ chất môi giới trung gian hóa học được giải phóng từ chùy xinap của nơron trước sẽ được các thụ thể ở màng sau xinap (trên nơron tiếp sau hoặc cơ quan đáp ứng) tiếp nhận và xung thần kinh tiếp tục truyền đi.

Ngoài xinap trên là xinap hóa học còn có loại xinap điện. Ở xinap điện thông tin từ tế bào hay nơron trước được chuyển giao trực tiếp sang tế bào tiếp theo (hay nơron sau) qua 1 khe hẹp khoảng 2nm dưới dạng xung điện cực nhanh. Loại xinap này không phổ biến như xinap hóa học và chỉ có ở các cơ tim, một số cơ trơn (trên thành ống tiêu hóa, khí quản) cùng một vài vùng ở não. Loại xinap này cho phép thông tin dẫn truyền hai chiều (khác xinap hóa học chỉ dẫn truyền 1 chiều từ màng trước sang màng sau xinap).