Sinapsele și neurotransmițătorii sunt ambele componente cheie ale rețelei de comunicare chimică a sistemului nervos central, responsabile pentru transmiterea mesajelor între celulele nervoase sau neuroni. Figurat vorbind, neurotransmițătorul este mesagerul, iar sinapsa este calea parcursă de mesager. Din punct de vedere fizic, atât sinapsele, cât și neurotransmițătorii sunt localizați pe fanta sinaptică, care este spațiul dintre capătul neuronului care trimite un mesaj și începutul neuronului care primește comunicarea.
Când un animal sau o persoană culege informații dintr-un organ senzorial sau dintr-un impuls cerebral, folosește sinapsele și neurotransmițătorii pentru a împărtăși acele informații, fie că sunt benefice sau amenințătoare, cu mai multe celule nervoase, care pot trimite apoi ordine mușchilor, permițând corpului fizic să reacționeze la ceea ce se vede, se aude sau se gândește. Întregul proces poate dura mai puțin de o milioneme dintr-o secundă. Fiecare neuron are acces la cel puțin 1,000 de căi sau sinapse.
Odată ce datele de la creier sau simțuri sunt trimise către o celulă nervoasă, acea celulă nervoasă eliberează neurotransmițători de la capătul său terminal, numit în mod oficial un picior de capăt. Un capăt al piciorului poate elibera 2,000 până la 5,000 de molecule de neurotransmițători la un moment dat, în funcție de cât de mult calciu este prezent. Până la eliberare, neurotransmițătorii sunt stocați în incinte membranoase circulare, cunoscute sub numele de vezicule, pe extremitatea piciorului. După eliberare, neurotransmițătorii parcurg sinapsele prin difuzie pentru a ajunge la membrana următoarei celule nervoase, unde pot fi reutilizați și trimiși către alți neuroni sau lăsați să se dezintegreze.
Sinapsele participă atât la comunicarea electrică, cât și la cea chimică în sistemul nervos. În timp ce sinapsele și neurotransmițătorii lucrează împreună pentru mesaje chimice, comunicarea electrică nu se bazează pe neurotransmițători. În timpul mesajelor electrice, care sunt în general utilizate exclusiv pentru activitatea creierului sau a ochilor, celulele nervoase trimit curenți ionici prin sinapse între ele. În astfel de cazuri, acești curenți ionici devin mesageri, înlocuind astfel substanțele chimice cunoscute sub numele de neurotransmițători. Neurotransmițătorii sunt folosiți în comunicare peste tot în corp.
Există două tipuri de sinapse și neurotransmițători. Sinapsele pot fi simetrice sau asimetrice, în timp ce neurotransmițătorii pot fi excitatori, cum ar fi glutamatul, sau inhibitori, cum ar fi acidul gamma-aminobutiric (GABA). Câțiva neurotransmițători rari, cum ar fi dopamina, sunt atât excitatori, cât și inhibitori.
Neurotransmițătorii excitatori sunt eliberați din veziculele rotunde și călătoresc de-a lungul sinapselor asimetrice. Neurotransmițătorii inhibitori sunt eliberați din veziculele plate și călătoresc sinapsele simetrice. Exemple de neurotransmițători includ acetilcolina, care influențează acțiunea mușchilor și dopamina, care influențează percepția senzorială, concentrarea mentală și starea de spirit. Alți neurotransmițători includ norepineferina, care ajută la tiparele de somn și serotonina, care ajută la cunoașterea, apetitul și visele.