神经元的结构与功能
神经元是大脑和其他中枢神经系统中的基本单元，它们通过化学信号传递信息。一个典型的神经元由细胞体、树状突、轴突和终末突组成。细胞体是包含核和多个线粒体的地方，负责制造能量；树状突负责接收来自其他神经元或感官器官的输入信号；轴突则是一条长而细的管道，用于将信号快速地传递到终末突；而终末boutons（小结）释放化学物质，也就是神经营养因子（neurotransmitters），这些物质穿过同步分泌孔进入下一层的接受者区域。
信号传递过程
当一个神经元被激活时，它会产生动作电位，这是一个短暂且具有特定方向性的电位变化。当动作电位到达轴突的一端时，会触发释放囊泡释放其内含物——化学物质。在这一过程中，释放囊泡中的化学物质被称为传递颗粒，它们在跨膜空间迅速散开并结合到下游侧面的受体上，从而启动新的信号转导机制。
化学调节作用
化学调节是一种重要的通信方式，在这个过程中，排斥性阻滞剂可以抑制两个相邻区域之间电子流动，而促进剂则增强这种流动。例如，对于大多数快捷脉冲类型的人类感觉受体来说，如果使用一种叫做尼古丁的小分子，可以模拟乙酰胆碱这样的天然配體，使得该受体打开，并允许钙离子进入细胞，从而引发一系列生物学反应。
自我修复与保护机制
尽管人类的大脑能够进行自我修复，但随着年龄增长或者受到外伤，大脑可能会损失或退化。这时候一些特殊类型的基因如Bcl-2家族成员，以及某些蛋白质，如N-methyl-D-aspartate (NMDA) 受体拮抗剂，都有助于减少大脑损伤并促进自我恢复。此外，有研究表明植物性食谱富含抗氧化剂，可以帮助抵御自由基造成的大脑损害。
神经可塑性及其应用
人脑在学习和记忆过程中不断发生改变，这种能力被称为神经可塑性。在处理新信息时，大脑形成新的连接，同时消除不再需要的事先联系。这使得对旧习惯进行重新训练成为可能，比如对于患有运动障碍的人来说通过重建大腦控制运动部位来改善症状。此外，可塑性的概念也影响了心理治疗领域，如认知行为疗法帮助患者改变思维模式以应对压力或情绪问题。