Os neurónios comunicam uns com os outros passando os seus sinais elétricos para outros neurónios. Uma sinapse é o local onde dois neurónios se encontram para trocar sinais. Na sinapse, o neurónio que envia o sinal é chamado de célula pré-sináptica, enquanto que o neurónio que recebe a mensagem é chamado de célula pós-sináptica. Note que a maioria dos neurónios podem ser pré-sinápticos e pós-sinápticos, pois ambos transmitem e recebem informações.
Uma sinapse elétrica é um tipo de sinapse em que as células pré e pós-sinápticas são fisicamente ligadas por proteínas chamadas junções comunicantes. Isso permite que os sinais elétricos sejam transmitidos diretamente para a célula pós-sináptica. Uma característica dessas sinapses é que elas podem transmitir sinais elétricos extremamente rápido—às vezes em uma fração de milissegundo—e não requerem nenhuma entrada de energia. Isso é muitas vezes útil em circuitos que fazem parte de comportamentos de fuga, como o encontrado no lagostim que liga a sensação de um predador com a ativação da resposta motora.
Em contraste, a transmissão em sinapses químicas é um processo por passos. Quando um potencial de ação chega ao final do terminal axonal, canais de cálcio dependentes de voltagem abrem e permitem a entrada de iões de cálcio. Esses iões desencadeiam a fusão de vesículas contendo neurotransmissores com a membrana celular, libertando neurotransmissores no pequeno espaço entre os dois neurónios, chamado de fenda sináptica. Esses neurotransmissores—incluindo glutamato, GABA, dopamina e serotonina—estão disponíveis para se ligarem a receptores específicos na membrana celular pós-sináptica. Após a ligação aos receptores, os neurotransmissores podem ser reciclados, degradados ou difundidos para longe da fenda sináptica.
Sinapses químicas predominam no cérebro humano e, devido ao atraso associado à libertação de neurotransmissores, têm vantagens sobre as sinapses elétricas. Primeiro, poucas ou muitas vesículas podem ser libertadas, resultando em uma variedade de respostas pós-sinápticas. Em segundo lugar, a ligação a diferentes receptores pode causar um aumento ou diminuição do potencial de membrana na célula pós-sináptica. Além disso, a disponibilidade de neurotransmissores na fenda sináptica é regulada por reciclagem e difusão. Desta forma, as sinapses químicas alcançam sinalizações neuronais que podem ser altamente reguladas e afinadas.
