En synapse er det specialiserede forbindelsespunkt, hvor en neuron kommunikerer med en anden celle – normalt en anden neuron, men nogle gange en muskel- eller kirtelcelle. De fleste synapser i pattedyrs hjerne er kemiske: den præsynaptiske terminal frigiver neurotransmitteren i en smal synaptisk kløft; transmitteren binder sig til receptorer på den postsynaptiske membran og ændrer dens excitabilitet.

Elektriske synapser findes også. Ved disse gap junctions strømmer ioner direkte fra en celle til den næste, hvilket muliggør meget hurtig og ofte tovejs transmission. Kemiske synapser er derimod typisk envejs og kan moduleres i styrke - grundlaget for megen læring og hukommelse.

En enkelt neuron kan danne tusindvis af synapser. Det kollektive mønster af excitation og hæmning, der ankommer til en celle, bestemmer, om den vil aktiveres. Synaptisk plasticitet – langsigtet potensering og depression – gør det muligt for erfaring at omforme disse forbindelser.

• Knudepunkt for intercellulær kommunikation
• Kemisk eller elektrisk
• Sted for frigivelse og modtagelse af neurotransmittere
• I stand til varige ændringer i styrke

Næsten alle aspekter af neural beregning afhænger af synapsernes egenskaber.