神经元结构
神经元是大脑中基本的功能单元，它们通过突触相互连接，形成复杂的网络。一个典型的神经元由体细胞、树状突和轴突组成。体细胞是接收信号的地方，而树状突则负责扩散信号到其他区域。轴突长而细，是信息传递过程中的主要管道。
信号传递机制
当一条神经纤维被刺激时，会产生电位变化，这个过程叫做兴奋性。在某个阈值以上时，电位变化会导致脉冲（或称作动作电位）的产生。这波动作用力沿着轴突向下行走，并最终在末端释放化学物质——神经营养因子（NE），这就是我们常说的“化学物质”或者说“分泌”。这些NE与接受端上的受体结合，从而影响下游的第二次生理反应。
突触间隙通信
从发射者到接受者的距离通常只有20纳米左右，这意味着信息可以在极短时间内被准确地传输。当一次释放发生时，大约有几百颗小颗粒——称为小泡，被迫打开并释放其内容物进入间隙空间。这个过程包括两种类型的小泡：快小泡和慢小泡。大多数情况下，快小泡控制了快速但不持久的情绪反应，而慢小泡参与了更深层次、持久的情感记忆形成。
信息处理与存储
在大脑中，每一个事件都会经过不同的路径进行编码，然后存储于特定的区域，如海马 gyrus用于记忆形成。而每一条路径都涉及大量不同类型的神经元，它们协同工作以构建对应事件的大致概念以及细节。在这个过程中，某些经验可能因为重复出现而变得更加坚固，与此同时，也有一些过去事件可能由于新知识或新的经验而被修改或忘记掉。
神经可塑性与学习
人类大脑具有高度灵活性的能力，即能够根据外部环境改变自己的结构和功能，这就是所谓的人类“可塑性”。当一个人学习新技能或者记住新事实时，大脑中的许多连接都会发生变化，有时候还会生成全新的联系点。这也解释了为什么成人也能学会新东西，以及为什么有些人比其他人更容易适应环境变迁的情况。此外，还有研究表明，我们的大脑甚至可以通过练习来改善自己对于特定任务执行效率，从根本上说，就是不断强化那些相关联程式使得它们更加有效果。