Le cellule nervose (neuroni) sono cellule “eccitabili” che possono trasdurre una varietà di stimoli in segnali elettrici, inviando continuamente informazioni sull’ambiente esterno e interno (sotto forma di sequenze di potenziali d’azione) al sistema nervoso centrale (SNC). Gli interneuroni nel SNC integrano queste informazioni e inviano segnali lungo i neuroni di uscita (efferenti) a varie parti del corpo per le azioni appropriate da intraprendere in risposta ai cambiamenti ambientali. Le reti di neuroni sono state arbitrariamente classificate in vari sistemi nervosi che raccolgono e trasmettono informazioni sensoriali e controllano la funzione dei muscoli scheletrici e la funzione autonoma, ecc. Le giunzioni tra i neuroni (sinapsi) sono elettriche o chimiche. Le prime permettono il trasferimento diretto di corrente elettrica tra le cellule, mentre le seconde utilizzano molecole di segnalazione chimica (neurotrasmettitori) per trasferire informazioni tra le cellule. I neurotrasmettitori sono principalmente aminoacidi, ammine o peptidi (anche se altre molecole come le purine e l’ossido nitrico sono utilizzate da alcune cellule), e possono essere eccitatori o inibitori. I singoli neuroni del SNC possono ricevere input sinaptici da migliaia di altri neuroni. Pertanto, ogni neurone “integra” questa vasta complessità di input e risponde di conseguenza (rimanendo in silenzio o sparando potenziali d’azione ad altri neuroni). Gli adattamenti nella funzione e nella struttura delle sinapsi chimiche in particolare (plasticità sinaptica) sono ritenuti alla base dei meccanismi che mediano le funzioni cognitive (apprendimento e memoria).