活動電子が軸索に沿った長距離の迅速な情報伝達をし、活動電位は電位依存の陽イオンチャンネルによって伝搬され、神経細胞末端の電位依存Ca²⁺チャンネルは電気シグナルを化学シグナルに変換し、シナプス後膜の伝達物質依存イオンチャンネルが化学シグナルを電気シグナルに再変換し、神経伝達物質には興奮性のものと抑制性のものがあり、多くの向精神薬は神経伝達物質受容体に結合しシナプスのシグナル伝達に影響し、シナプスの複雑なシグナル伝達により施行、行動、学習、記憶が可能になり、光依存イオンチャンネルを利用して生きた動物のニューロンを一時的に活性化または不活性化できます。