Nervceller (neuroner) är ”exciterbara” celler som kan omvandla en mängd olika stimuli till elektriska signaler och kontinuerligt sända information om den yttre och inre miljön (i form av sekvenser av aktionspotentialer) till det centrala nervsystemet (CNS). Interneuroner i CNS integrerar denna information och sänder signaler längs utgående (efferenta) neuroner till olika delar av kroppen så att lämpliga åtgärder kan vidtas som svar på miljöförändringar. Nätverk av neuroner har godtyckligt klassificerats i olika nervsystem som samlar in och överför sensorisk information och kontrollerar skelettmuskulaturens funktion och autonoma funktioner osv. Förbindelserna mellan neuroner (synapser) är antingen elektriska eller kemiska. De förstnämnda möjliggör direkt överföring av elektrisk ström mellan cellerna, medan de sistnämnda använder kemiska signalmolekyler (neurotransmittorer) för att överföra information mellan cellerna. Neurotransmittorer är huvudsakligen aminosyror, aminer eller peptider (även om andra molekyler som puriner och kväveoxid används av vissa celler) och kan vara excitatoriska eller hämmande. Enskilda neuroner i CNS kan få synaptiska ingångar från tusentals andra neuroner. Varje neuron ”integrerar” därför denna enorma komplexitet av inflöden och reagerar därefter (antingen genom att vara tyst eller genom att avfyra aktionspotentialer till andra neuroner). Anpassningar i funktionen och strukturen hos framför allt kemiska synapser (synaptisk plasticitet) anses ligga till grund för de mekanismer som förmedlar kognitiva funktioner (inlärning och minne)

.