De belangrijkste hersencellen — neuronen — raken elkaar net niet. Ze zijn gescheiden door synapsen, kleine tussenruimten van de orde van grootte van een
miljoenste centimeter.
Deze openingen worden overbrugd door chemische stoffen, neurotransmitters genaamd, waarvan er dertig bekend zijn, maar waarvan de hersenen er misschien wel veel meer hebben. Deze chemische signalen worden aan het ene einde van het neuron opgevangen door een netwerk van dunne draadjes, dendrieten genaamd.
Aan het andere einde van het neuron worden de signalen doorgegeven via een zenuwvezel die een axon wordt genoemd. In de neuronen zijn de signalen elektrisch, maar bij het passeren van de synapsen zijn ze chemisch. De overbrenging van zenuwsignalen is dus elektrochemisch van aard. Elke impuls is even sterk, maar de intensiteit van het signaal hangt af van de frequentie van de impulsen, die wel duizend per seconde kan bedragen.