Synapse là khớp nối chuyên biệt nơi một tế bào thần kinh giao tiếp với một tế bào khác—thường là một tế bào thần kinh khác, nhưng đôi khi là tế bào cơ hoặc tế bào tuyến. Hầu hết các synapse trong não động vật có vú đều là synapse hóa học: đầu tận cùng tiền synapse giải phóng chất dẫn truyền thần kinh vào khe synapse hẹp; chất dẫn truyền liên kết với các thụ thể trên màng hậu synapse và làm thay đổi khả năng kích thích của nó.

Các khớp thần kinh điện cũng tồn tại. Tại các khe nối này, các ion di chuyển trực tiếp từ tế bào này sang tế bào khác, cho phép truyền dẫn rất nhanh và thường là hai chiều. Ngược lại, các khớp thần kinh hóa học thường chỉ truyền một chiều và có thể điều chỉnh cường độ – đây là cơ sở của nhiều quá trình học tập và ghi nhớ.

Một tế bào thần kinh đơn lẻ có thể tạo ra hàng ngàn khớp thần kinh. Mô hình kích thích và ức chế tập thể tác động đến tế bào sẽ quyết định liệu nó có phát xung hay không. Tính dẻo dai của khớp thần kinh—sự tăng cường và suy giảm dài hạn—cho phép kinh nghiệm định hình lại các kết nối này.

• Điểm nối cho sự giao tiếp giữa các tế bào
• Hóa học hoặc điện
• Vị trí giải phóng và tiếp nhận chất dẫn truyền thần kinh
• Có khả năng thay đổi sức mạnh lâu dài

Hầu hết mọi khía cạnh của quá trình tính toán thần kinh đều phụ thuộc vào đặc tính của các khớp thần kinh.