Eine Synapse ist die spezialisierte Verbindungsstelle, an der ein Neuron mit einer anderen Zelle kommuniziert – in der Regel mit einem anderen Neuron, manchmal aber auch mit einer Muskel- oder Drüsenzelle. Die meisten Synapsen im Säugetiergehirn sind chemischer Natur: Das präsynaptische Terminal gibt Neurotransmitter in den schmalen synaptischen Spalt ab; der Transmitter bindet an Rezeptoren der postsynaptischen Membran und verändert deren Erregbarkeit.

Es existieren auch elektrische Synapsen. An diesen Gap Junctions fließen Ionen direkt von einer Zelle zur nächsten, was eine sehr schnelle und oft bidirektionale Signalübertragung ermöglicht. Chemische Synapsen hingegen sind typischerweise unidirektional und ihre Stärke kann moduliert werden – die Grundlage vieler Lern- und Gedächtnisprozesse.

Ein einzelnes Neuron kann Tausende von Synapsen bilden. Das Gesamtmuster der Erregung und Hemmung, das auf eine Zelle trifft, bestimmt, ob sie feuert. Synaptische Plastizität – Langzeitpotenzierung und Langzeitdepression – ermöglicht es, diese Verbindungen durch Erfahrung umzugestalten.

• Verbindungsstelle für die interzelluläre Kommunikation
• Chemische oder elektrische
• Ort der Neurotransmitterfreisetzung und -rezeption
• Fähig zu dauerhaften Kraftveränderungen

Nahezu jeder Aspekt der neuronalen Informationsverarbeitung hängt von den Eigenschaften der Synapsen ab.