De hersenen hebben als belangrijkste functie informatie uit de omgeving en uit het lichaam van het organisme te verzamelen, te integreren en te interpreteren en ten slotte signalen te versturen naar het lichaam om op veranderingen in de buitenwereld te reageren. Hoewel er vele vormen van communicatie tussen lichaam en hersenen bestaan, vindt verreweg de meeste snelle informatieoverdracht plaats door middel van veranderingen in de elektrische prikkelbaarheid van neuronen. In dit hoofdstuk wordt besproken hoe binnenkomende signalen door een neuron worden verwerkt en geïntegreerd met andere inputs, en hoe deze inputs tezamen leiden tot het al dan niet opwekken van een actiepotentiaal. De actiepotentiaal kan worden beschouwd als basiseenheid voor informatieoverdracht binnen het zenuwstelsel. De actiepotentiaal is ook het signaal door middel waarvan neuronen over langere afstanden binnen het zenuwstelsel kunnen communiceren. Verder zal in dit hoofdstuk aan bod komen hoe verschillende neurotransmitters de elektrische prikkelbaarheid van neuronen beïnvloeden, en hoe neurotransmissie voor kortere of langere tijd gemodificeerd kan worden. Aan dergelijke synaptische plasticiteit wordt een belangrijke rol toebedacht, zowel in fysiologische processen zoals vorming van geheugensporen, als in pathofysiologische processen zoals epilepsie.
