Nerve cells (neurones) are ‘excitable’ cells which can transduce a variety of stimuli into electrical signals, continuamente enviando informações sobre o ambiente externo e interno (na forma de sequências de potenciais de ação) para o sistema nervoso central (SNC). Os interneurônios no SNC integram esta informação e enviam sinais ao longo dos neurônios de saída (eferentes) para várias partes do corpo para as ações apropriadas a serem tomadas em resposta às mudanças ambientais. As redes de neurônios têm sido arbitrariamente classificadas em vários sistemas nervosos que coletam e transmitem informações sensoriais e controlam a função do músculo esquelético e a função autonômica, etc. As junções entre os neurônios (sinapses) são elétricas ou químicas. As primeiras permitem a transferência direta de corrente elétrica entre células, enquanto as segundas utilizam moléculas de sinalização química (neurotransmissores) para transferir informações entre células. Os neurotransmissores são principalmente aminoácidos, aminas ou peptídeos (embora outras moléculas como purinas e óxido nítrico sejam utilizadas por algumas células), e podem ser excitatórios ou inibitórios. Neurônios individuais dentro do SNC podem receber entradas sinápticas de milhares de outros neurônios. Portanto, cada neurônio ‘integra’ essa vasta complexidade de inputs e responde de acordo (seja permanecendo em silêncio ou disparando potenciais de ação para outros neurônios). Pensa-se que as adaptações na função e estrutura das sinapses químicas em particular (plasticidade sináptica) estão subjacentes aos mecanismos mediadores das funções cognitivas (aprendizagem e memória).