Οι συνάψεις και οι νευροδιαβιβαστές είναι και τα δύο βασικά συστατικά του χημικού δικτύου επικοινωνίας του κεντρικού νευρικού συστήματος, υπεύθυνα για τη μετάδοση μηνυμάτων μεταξύ νευρικών κυττάρων ή νευρώνων. Μεταφορικά μιλώντας, ο νευροδιαβιβαστής είναι ο αγγελιοφόρος και η σύναψη είναι το μονοπάτι που διανύει ο αγγελιοφόρος. Φυσικά, τόσο οι συνάψεις όσο και οι νευροδιαβιβαστές βρίσκονται στη συναπτική σχισμή, η οποία είναι το διάστημα μεταξύ του άκρου του νευρώνα που στέλνει ένα μήνυμα και της αρχής του νευρώνα που λαμβάνει την επικοινωνία.
Όταν ένα ζώο ή άτομο συλλέγει πληροφορίες από ένα αισθητήριο όργανο ή εγκεφαλικό ερέθισμα, χρησιμοποιεί συνάψεις και νευροδιαβιβαστές για να μοιραστεί αυτές τις πληροφορίες, είτε ευεργετικές είτε απειλητικές, με πολλά νευρικά κύτταρα, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να στείλουν εντολές στους μυς, επιτρέποντας στο φυσικό σώμα να αντιδράσει αυτό που φαίνεται, ακούγεται ή σκέφτεται. Η όλη διαδικασία μπορεί να διαρκέσει λιγότερο από ένα εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου. Κάθε νευρώνας έχει πρόσβαση σε τουλάχιστον 1,000 μονοπάτια ή συνάψεις.
Μόλις τα δεδομένα από τον εγκέφαλο ή τις αισθήσεις αποσταλούν σε ένα νευρικό κύτταρο, αυτό το νευρικό κύτταρο απελευθερώνει νευροδιαβιβαστές από το τελικό άκρο του, που επίσημα ονομάζεται τελικό πόδι. Ένα ακροπόδι μπορεί να απελευθερώσει 2,000 έως 5,000 μόρια νευροδιαβιβαστών κάθε φορά, ανάλογα με το πόσο ασβέστιο υπάρχει. Μέχρι την απελευθέρωσή τους, οι νευροδιαβιβαστές αποθηκεύονται σε κυκλικά μεμβρανώδη περιβλήματα, γνωστά ως κυστίδια, στο τελικό πόδι. Μετά την απελευθέρωση, οι νευροδιαβιβαστές ταξιδεύουν τις συνάψεις μέσω διάχυσης για να φτάσουν στη μεμβράνη του επόμενου νευρικού κυττάρου, όπου μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν και να σταλούν σε άλλους νευρώνες ή να αφεθούν να διαλυθούν.
Οι συνάψεις συμμετέχουν τόσο στην ηλεκτρική όσο και στη χημική επικοινωνία στο νευρικό σύστημα. Ενώ οι συνάψεις και οι νευροδιαβιβαστές λειτουργούν μαζί για χημικά μηνύματα, η ηλεκτρική επικοινωνία δεν βασίζεται σε νευροδιαβιβαστές. Κατά τη διάρκεια των ηλεκτρικών μηνυμάτων, τα οποία χρησιμοποιούνται γενικά αποκλειστικά για εγκεφαλική ή οφθαλμική δραστηριότητα, τα νευρικά κύτταρα στέλνουν ιοντικά ρεύματα στις συνάψεις μεταξύ τους. Σε τέτοιες περιπτώσεις, αυτά τα ιοντικά ρεύματα γίνονται οι αγγελιοφόροι, αντικαθιστώντας έτσι τις χημικές ουσίες που είναι γνωστές ως νευροδιαβιβαστές. Οι νευροδιαβιβαστές χρησιμοποιούνται στην επικοινωνία οπουδήποτε αλλού στο σώμα.
Υπάρχουν δύο τύποι συνάψεων και νευροδιαβιβαστών. Οι συνάψεις μπορεί να είναι συμμετρικές ή ασύμμετρες, ενώ οι νευροδιαβιβαστές μπορεί να είναι διεγερτικοί, όπως το γλουταμικό ή ανασταλτικοί, όπως το γ-αμινοβουτυρικό οξύ (GABA). Μερικοί σπάνιοι νευροδιαβιβαστές, όπως η ντοπαμίνη, είναι διεγερτικοί και ανασταλτικοί.
Οι διεγερτικοί νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται από στρογγυλά κυστίδια και ταξιδεύουν κατά μήκος ασύμμετρων συνάψεων. Ανασταλτικοί νευροδιαβιβαστές απελευθερώνονται από επίπεδα κυστίδια και ταξιδεύουν συμμετρικές συνάψεις. Παραδείγματα νευροδιαβιβαστών περιλαμβάνουν την ακετυλοχολίνη, η οποία επηρεάζει τη δράση των μυών και τη ντοπαμίνη, η οποία επηρεάζει την αισθητηριακή αντίληψη, την ψυχική εστίαση και τη διάθεση. Άλλοι νευροδιαβιβαστές περιλαμβάνουν τη νορεπινεφερίνη, η οποία βοηθά τα πρότυπα ύπνου και τη σεροτονίνη, η οποία βοηθά στη γνώση, την όρεξη και τα όνειρα.