Nervové buňky (neurony) jsou „vzrušivé“ buňky, které mohou převádět různé podněty na elektrické signály a průběžně vysílat informace o vnějším a vnitřním prostředí (ve formě sekvencí akčních potenciálů) do centrálního nervového systému (CNS). Interneurony v CNS tyto informace integrují a vysílají signály po výstupních (eferentních) neuronech do různých částí těla, aby se v reakci na změny prostředí provedly příslušné kroky. Sítě neuronů byly libovolně zařazeny do různých nervových systémů, které shromažďují a přenášejí smyslové informace a řídí funkci kosterního svalstva a autonomní funkce atd. Spoje mezi neurony (synapse) jsou buď elektrické, nebo chemické. Ty první umožňují přímý přenos elektrického proudu mezi buňkami, zatímco ty druhé využívají k přenosu informací mezi buňkami chemické signální molekuly (neurotransmitery). Neurotransmitery jsou převážně aminokyseliny, aminy nebo peptidy (i když některé buňky využívají i jiné molekuly, například puriny a oxid dusnatý) a mohou být excitační nebo inhibiční. Jednotlivé neurony v CNS mohou přijímat synaptické vstupy od tisíců jiných neuronů. Proto každý neuron „integruje“ tento obrovský komplex vstupů a podle toho reaguje (buď mlčením, nebo vypálením akčních potenciálů do jiných neuronů). Předpokládá se, že adaptace zejména funkce a struktury chemických synapsí (synaptická plasticita) jsou základem mechanismů zprostředkujících kognitivní funkce (učení a paměť).

.