神経細胞（ニューロン）は、さまざまな刺激を電気信号に変換できる「興奮性」細胞で、外部および内部の環境に関する情報を（活動電位のシーケンスという形で）絶えず中枢神経系（CNS）に送り続けています。 中枢神経系にある介在神経細胞は、これらの情報を統合し、環境の変化に応じて適切な行動をとるために、出力（求心）神経細胞に沿って体のさまざまな部位に信号を送出する。 神経細胞のネットワークは、感覚情報の収集・伝達、骨格筋の機能制御、自律神経機能など、さまざまな神経系に任意に分類されている。 神経細胞間の結合部（シナプス）には、電気的なものと化学的なものがある。 前者は細胞間に直接電流を流すことができ、後者は化学的なシグナル分子（神経伝達物質）を利用して細胞間の情報伝達を行うものである。 神経伝達物質は主にアミノ酸、アミン、ペプチドであり（プリン体や一酸化窒素など他の分子も一部の細胞で利用される）、興奮性または抑制性であることがある。 CNS内の個々の神経細胞は、何千もの他の神経細胞からシナプス入力を受けることがある。 したがって、それぞれの神経細胞は、この膨大で複雑な入力を「統合」し、それに応じて反応する（沈黙を守るか、他の神経細胞へ活動電位を発火させるかのいずれか）。 特に化学シナプスの機能と構造の適応（シナプス可塑性）は、認知機能（学習と記憶）を媒介するメカニズムの根底にあると考えられている＜2791＞。