Synapse je specializované spojení, kde jeden neuron komunikuje s jinou buňkou – obvykle s jiným neuronem, ale někdy se svalovou nebo žlázovou buňkou. Většina synapsí v mozku savců je chemická: presynaptický terminál uvolňuje neurotransmiter do úzké synaptické štěrbiny; transmiter se váže na receptory na postsynaptické membráně a mění její excitabilitu.

Existují také elektrické synapse. V těchto štěrbinových spojích proudí ionty přímo z jedné buňky do druhé, což umožňuje velmi rychlý a často obousměrný přenos. Chemické synapse jsou naopak obvykle jednosměrné a jejich síla může být modulována – což je základ velké části učení a paměti.

Jeden neuron může vytvořit tisíce synapsí. Kolektivní vzorec excitace a inhibice dopadající na buňku určuje, zda se aktivuje. Synaptická plasticita – dlouhodobá potenciace a deprese – umožňuje zkušenostem tato spojení přetvářet.

• Spojení pro mezibuněčnou komunikaci
• Chemické nebo elektrické
• Místo uvolňování a příjmu neurotransmiterů
• Schopný trvalých změn síly

Téměř každý aspekt neuronových výpočtů závisí na vlastnostech synapsí.