한 뉴런과 두 번째 뉴런사이의 기능적 연결을 시냅스라고 합니다.
뉴런과 뉴런의 시냅스는 보통 한 뉴런의 축삭과 두 번째 뉴런의 수상돌기, 세포체 또는 축삭 사이의 연결부에서 일어납니다.
거의 모든 시냅스에서 신경자극전달은 첫 번째 뉴런(시냅스전 뉴런, presynaptic neuron) 으로부터 두 번째 뉴런(시냅스후 뉴런, postsynaptic neuron)으로 한쪽 방향으로만 이루어 집니다.
이런 뉴런과의 신경전달은 시냅스전뉴런에서 화학적신경전달물질을 분비하면, 시냅후 뉴런의 수용체에서 받아 문이 열려 신경의 자극을 전달합니다. 그후 신경전달물질은 분해되어 다시 시냅스전 뉴런으로 재 흡수 됩니다.
이때, 시냅스전 뉴런에서 화학적 신경전달물질을 분비하기 위해서는 약간의 과정이 필요합니다. 우선 화학적 전달물질은 시냅스 소포(synaptic vesicle)속에 들어있고, 이것이 축삭의 말단까지 이동한 후 세포외 유출로 배출되려면 시냅스 소포와 축삭막의 융합이 일어나야되는데 이때는 Ca2+통로가 열려 Ca2+가 들어와야 합니다.
또한 축삭종말에 확산된 Ca2+은 칼모둘린 조절단백질을 활성화시켜 단백질 키나아제를 활성화시켜 시냅스 소포의 막속에 있는 시냅신단백질을 인산화 시키는데, 이는 시냅스소포와 원형질막의 융합을 촉진시킵니다.
이러한 신경전달에서 시냅스 후 신경을 탈분극시켜 안쪽이 덜 음성으로 되는 것을 흥분성 시냅스후 전위(EPSP, excitatory postsynaptic potential)라고 합니다.
이와는 달리 시냅스후 막의 안쪽이 더 음성이 되어 과분극을 일으키는 경우가 있는데, 이러한 과분극을 억제성 시냅스후 전위( IPSP, inhibitory postsynaptic potential)이라고 합니다.