سواءً أكان الأمر يتعلق بالكشف عن ناقل عصبي في المشبك العصبي أو فوتون في الشبكية، فإن الجهاز العصبي يعتمد على بروتينات متخصصة ترتبط بمحفزات معينة أو تستجيب لها. هذه البروتينات هي المستقبلات. يؤدي الارتباط أو التنشيط إلى تغييرات بنيوية تفتح قنوات أيونية أو تبدأ سلسلة من الإشارات داخل الخلايا.

تُعدّ المستقبلات الأيونية قنواتٍ بحدّ ذاتها، وتُنتج تأثيرات كهربائية سريعة. أما المستقبلات الأيضية، فترتبط ببروتينات G، وتُنتج تعديلاً أبطأ وأطول أمداً. وتقوم المستقبلات الحسية في الأطراف بتحويل الطاقة الميكانيكية أو الكيميائية أو الحرارية أو الكهرومغناطيسية إلى إشارات عصبية. ويسمح تنوّع أنواع المستقبلات الفرعية للناقل العصبي نفسه بإحداث تأثيرات مختلفة في خلايا مختلفة أو في أوقات مختلفة.

علم الأدوية هو في جوهره علم تفاعل المستقبلات: فالمحفزات تُنشّط المستقبلات، والمثبطات تُثبّطها، والمعدلات التغايرية تُحسّن الاستجابات. ويؤثر التباين الجيني في المستقبلات على حساسية الأدوية وخطر الإصابة بالأمراض. وقد شكّل رسم خرائط توزيع المستقبلات في الدماغ إنجازًا هامًا في علم الأعصاب الجزيئي.

• بروتين يكشف عن المحفزات الكيميائية أو الفيزيائية
• يمكن أن يكون أيونوتروبيًا أو استقلابيًا
• يحوّل الإشارات إلى استجابات خلوية
• الهدف الرئيسي لمعظم الأدوية المؤثرة على الجهاز العصبي