Neuronensynapsen können entweder elektrisch oder chemisch sein und sind die Strukturen, die es Neuronen im Körper ermöglichen, miteinander und im Wesentlichen mit anderen Bereichen des Körpers zu kommunizieren. Die Signalübertragung zwischen präsynaptischen und postsynaptischen Neuronen erfolgt über Neuronensynapsen, und die Kommunikation zwischen beiden erfolgt durch ein Aktionspotential. Die Kommunikation kann aufgrund der Verbindung zwischen den Endknöpfen eines Neurons entweder zu einem anderen Neuron oder zu einer Membran einer Nervenzelle, wie einer Drüsenzelle oder Muskelzelle, stattfinden.
Ein Aktionspotential tritt auf, wenn eine unregelmäßige Verteilung von positiv und negativ geladenen Ionen innerhalb des Axons vorliegt. Bestimmte Ionen können über Ionenkanäle in das Axon ein- und austreten. Wenn eine Reihe von Ionenkanälen, die dem Zellkörper oder Soma eines Neurons am nächsten liegen, geöffnet werden, wird ein Aktionspotential ausgelöst.
Durch das Öffnen solcher Kanäle können positiv geladene Natriumionen in das Axon eintreten, wodurch das Potenzial an dieser Position umgekehrt wird. Dadurch öffnen sich benachbarte Kanäle, was zu einer weiteren Umkehr des Membranpotentials an diesem Punkt führt. Dieses kurzlebige elektrochemische Ereignis wird durch das Axon eines Neurons zu seinen Endknöpfen transportiert und über Neuronensynapsen übertragen.
Das Neuron, das eine Nachricht sendet, wird als präsynaptisches Neuron bezeichnet. Wenn das Aktionspotential die Endknöpfe des präsynaptischen Neurons erreicht, wird eine Transmittersubstanz in den synaptischen Spalt freigesetzt, einen mit Flüssigkeit gefüllten Spalt. Das postsynaptische Neuron oder das Neuron, das die Nachricht empfängt, kann dies aufgrund spezieller Proteinmoleküle, die sich auf seiner Membran befinden. Diese Proteine reagieren auf die Transmittersubstanz, die vom präsynaptischen Neuron in den synaptischen Spalt freigesetzt wird. Die Signalübertragung sowohl zwischen dem präsynaptischen als auch dem postsynaptischen Neuron kann nur über Neuronensynapsen erfolgen, und obwohl es sowohl elektrisch als auch chemisch geladene Synapsen gibt, gibt es deutlich mehr chemische.
Neuronensynapsen sind entweder erregend oder hemmend. Der Begriff „erregende Synapsen“ bezieht sich darauf, wenn die Endknöpfe eines Neurons Substanzen in den synaptischen Spalt abgeben, die das postsynaptische Neuron erregen. Infolgedessen feuert das Axon des postsynaptischen Neurons eher und sendet elektrochemische Signale an verschiedene Neuronen oder Nervenzellen. Je aktiver die erregende Synapse ist, desto schneller feuert das Axon.
Hemmende Synapsen haben einen umgekehrten Effekt. Sie machen es unwahrscheinlich, dass die Axone postsynaptischer Synapsen feuern. Je aktiver die hemmende Synapse ist, desto langsamer feuert sie, wenn überhaupt.