人類神經(jīng)系統(tǒng)由上千億神經(jīng)細(xì)胞（也叫神經(jīng)元）和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞（起支撐作用）組成。神經(jīng)元能夠?qū)Υ碳ぃㄈ缬|覺、聲音、光線等）做出反應(yīng)，傳導(dǎo)沖動(dòng)，并與其他神經(jīng)細(xì)胞（以及其他類型的細(xì)胞，如肌肉細(xì)胞）進(jìn)行交流。

神經(jīng)信號(hào)的本質(zhì)是電信號(hào)

神經(jīng)元細(xì)胞體延伸出樹突和軸突，用來(lái)傳導(dǎo)沖動(dòng)，樹突接受神經(jīng)脈沖，而軸突將神經(jīng)脈沖傳導(dǎo)給下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)元可以對(duì)刺激做出反應(yīng)，并傳導(dǎo)沖動(dòng)，是基于細(xì)胞膜上的膜電位，這種差異被稱為靜息電位，這個(gè)電位通常約為70毫伏（在膜內(nèi)側(cè)為負(fù)的），鈉離子（Na+）和鉀離子（K+）兩種離子在神經(jīng)細(xì)胞膜兩側(cè)的不均勻分布導(dǎo)致靜息電位。

在神經(jīng)元中，刺激可以通過在細(xì)胞膜上打開鈉通道來(lái)改變這種電位差。例如，神經(jīng)遞質(zhì)與鈉通道相互作用，鈉離子流入細(xì)胞，降低細(xì)胞膜上的電壓。一旦電位差達(dá)到閾值電壓，降低的電壓會(huì)導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)數(shù)百個(gè)鈉通道短暫開啟。鈉離子涌進(jìn)細(xì)胞，完全去極化膜。這在鄰近的膜上打開了更多的電壓控制的離子通道，膜電位快速變化，因此在細(xì)胞中形成了一波去極化的運(yùn)動(dòng)電位。這種動(dòng)作電位使膜電位在很短的時(shí)間內(nèi)（毫秒級(jí)）從靜息電位（-70 mV）跳到正值（通常是+30 mV）。神經(jīng)細(xì)胞中動(dòng)作電位的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流，也就是神經(jīng)脈沖。

突觸是神經(jīng)元之間的神經(jīng)脈沖傳輸部位

突觸發(fā)生在突觸前神經(jīng)元的軸突和突觸后神經(jīng)元的樹突或細(xì)胞體之間。軸突的末端有許多突觸小泡，其中含有神經(jīng)遞質(zhì)化學(xué)物質(zhì)和線粒體（提供ATP來(lái)制造更多的神經(jīng)遞質(zhì)）。突觸之間為突觸間隙，突觸前膜和突觸后膜實(shí)際上并沒有接觸到，因此神經(jīng)脈沖不能直接傳輸，是通過神經(jīng)遞質(zhì)的釋放來(lái)傳播。

當(dāng)一個(gè)神經(jīng)脈沖到達(dá)軸突末端時(shí)，末端細(xì)胞膜鈣通道打開，鈣離子流入，擴(kuò)散到軸突末端激活一些酶，導(dǎo)致突觸小泡向突觸間隙移動(dòng)，突觸小泡與細(xì)胞膜融合并釋放神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)分子擴(kuò)散并與突觸后膜中的受體結(jié)合，鈉離子通道（或鉀離子通道）打開使鈉離子向神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散。如果釋放的神經(jīng)遞質(zhì)打開足夠多的鈉離子通道，膜電位達(dá)到閾值，一個(gè)動(dòng)作電位就會(huì)發(fā)生并沿著突觸后神經(jīng)元的膜傳播，即神經(jīng)脈沖將被傳遞。

神經(jīng)遞質(zhì)類型

興奮型神經(jīng)遞質(zhì)：通過打開鈉離子通道，使膜電位降低為負(fù)，刺激突觸后膜。

抑制型神經(jīng)遞質(zhì)：通過打開鉀離子通道，使膜電位變得更低，抑制神經(jīng)脈沖傳遞。

電突觸

除化學(xué)突觸（下圖左）外，還有一種突觸為電突觸（下圖右），兩個(gè)神經(jīng)元通過特殊通道連接，允許電信號(hào)快速地從突觸前細(xì)胞傳到突觸后細(xì)胞，從而迅速加快神經(jīng)信號(hào)的傳遞。電突觸之間的突觸間隙比化學(xué)突觸小得多，使突觸前神經(jīng)元的動(dòng)作電位能夠直接流向突觸后神經(jīng)元，電突觸傳遞信號(hào)比化學(xué)突觸快得多，幾乎是瞬時(shí)的，但信號(hào)會(huì)減弱。在化學(xué)突觸可以刺激或抑制的地方，電突觸僅僅是興奮性的。