Мозок складається з мільярдів нервових клітин або нейронів. Нейрон складається з трьох основних частин (Рис.4): ядро, яке управляє всіма діями нейрона; дендрити - короткі відростки ядра, які отримують повідомлення від інших нейронів і виконують роль реле до ядра; аксон - довге окреме волокно, яке передає повідомлення від тіла ядра до дендритам інших нейронів або тканин тіла, м'язів.
Хоча більшість нейронів містить всі три частини, є широкий діапазон різноманітності.
Передача збудження від аксона одного нейрона до дендритам іншого, називається нейротрансмісію або нейропередачі. Аксони і дендрити розташовані дуже близько один до одного, передача сигналів від аксона до дендритів відбувається головним чином шляхом виділення спеціальних хімічних речовин в, так звану, синаптичну щілину - простір між аксонів та дендритах (Рис. 5). Місце, де з'єднується аксон і дендрит, називається синапсом. Порушення подорожує як електричний імпульс по аксону до синапси. Там, з аксона в синапс, виділяються молекули, звані нейромедиаторами. Нейромедіатори розсіюються в синапсі і зв'язуються зі спеціальними клітинами, званими рецепторами, які розташовані в межах мембран дендритів суміжного нейрона. Це, в свою чергу, стимулює або блокує електричний відповідь в дендритах нейрона отримання. Таким чином, нейромедіатори діють як хімічні посередники, несучи інформацію від одного нейрона до іншого.
Є багато різних типів нейромедіаторів, кожен з яких має строго певну роль, що грає в роботі мозку. Нейромедіатор може бути пов'язаний тільки з відповідним рецептором. Тому, коли нейромедіатор впливає на рецептор, це - подібно пристосуванню ключа в замок.
З цього контакту починається цілий ряд подій на поверхні дендрита нейрона, що одержує сигнал і всередині ядра. Повідомлення, яке несе нейромедіатор отримано та оброблено нейроном отримують роздратування. Як тільки це сталося, нейромедіатор инактивирован одним з двох способів.
Це або руйнування ферментом або повторне поглинання назад нейроном, який виділяв нейромедіатор. Реабсорбція (також відома, як повторне поглинання) виконується транспортними молекулами (Рис. 5). Транспортні молекули знаходяться в мембранах аксонів, які випускають нейромедіатори. Вони підбирають певні нейромедіатори від синапсу і несуть їх назад до мембран ядра і в аксон. Тоді нейромедіатори доступні для повторного використання в більш пізній час.
Як зазначено вище, повідомлення, отримані дендритами, передані до тіла ядра і потім до аксону. Аксони потім передають повідомлення, які в формі електричних імпульсів йдуть до інших нейронів або тканин тіла. Аксони багатьох нейронів оточені жировою речовиною, званому мієліном. Мієлін має кілька функцій. Однією з найбільш важливих його функцій є збільшення скотості нервового імпульсу, що проходить по аксону. Темп проведення нервового імпульсу по міелінезірованному аксону може досягати швидкості 120 метрів в секунду. Навпаки, нервовий імпульс по аксону без мієліну може проходити не швидше ніж приблизно 2 метри в секунду. Товщина мієлінової оболонки на аксоні пов'язана з функцією цього аксона. Наприклад, аксони, які розраховані на великі відстані, типу тих, які простягаються від спинного мозку до ніг, взагалі, містять густе покриття мієліну, щоб полегшити швидшу передачу імпульсу нерва.
* Примітка: Аксони, які передають повідомлення від головного або спинного мозку до м'язів і інших тканин тіла - нервові стовбури людського тіла. Більшість цих аксонів покрито товстим шаром мієліну, що пояснює білуватий зовнішній вигляд нервів.