Synapsa to wyspecjalizowane połączenie, w którym jeden neuron komunikuje się z inną komórką – zazwyczaj innym neuronem, ale czasami z komórką mięśniową lub gruczołową. Większość synaps w mózgu ssaków ma charakter chemiczny: zakończenie presynaptyczne uwalnia neuroprzekaźnik do wąskiej szczeliny synaptycznej; neuroprzekaźnik wiąże się z receptorami na błonie postsynaptycznej i zmienia jej pobudliwość.

Istnieją również synapsy elektryczne. W tych połączeniach szczelinowych jony przepływają bezpośrednio z jednej komórki do drugiej, umożliwiając bardzo szybką i często dwukierunkową transmisję. Synapsy chemiczne natomiast są zazwyczaj jednokierunkowe i można je modulować pod względem siły – co jest podstawą uczenia się i zapamiętywania.

Pojedynczy neuron może utworzyć tysiące synaps. Zbiorowy wzorzec pobudzenia i hamowania docierający do komórki decyduje o jej aktywacji. Plastyczność synaptyczna – długotrwałe wzmocnienie i osłabienie – pozwala doświadczeniom przekształcać te połączenia.

• Złącze do komunikacji międzykomórkowej
• Chemiczne lub elektryczne
• Miejsce uwalniania i odbioru neuroprzekaźnika
• Zdolny do trwałych zmian siły

Prawie każdy aspekt obliczeń neuronowych zależy od właściwości synaps.