ไซแนปส์เป็นองค์ประกอบหลักในการทำงานของสมอง หน้าที่สำคัญของสมองคือการสื่อสารระหว่างเซลล์กับเซลล์และไซแนปส์เป็นจุดที่เกิดการสื่อสาร สมอง ของมนุษย์มีประมาณ 100 ล้านล้านไซแนปส์ แม้แต่สมองของแมลงวันผลไม้ก็มีหลายล้านตัว หน้าที่ของซินแนปส์เหล่านี้มีความหลากหลายมาก: บางตัวกระตุ้น (กระตุ้นเซลล์เป้าหมาย); อื่น ๆ มีการยับยั้ง; คนอื่นทำงานโดยเปิดใช้งานระบบส่งสารที่สองที่เปลี่ยนเคมี ภายใน ของเซลล์เป้าหมายด้วยวิธีที่ซับซ้อน ซินแนปส์จำนวนมากสามารถปรับเปลี่ยนได้แบบไดนามิก นั่นคือ พวกเขาสามารถเปลี่ยนความแรงในลักษณะที่ถูกควบคุมโดยรูปแบบของสัญญาณที่ผ่านพวกเขา เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าการดัดแปลงไซแนปส์ขึ้นอยู่กับกิจกรรมเป็นกลไกหลักของสมองสำหรับการเรียนรู้และความจำ พื้นที่ส่วนใหญ่ในสมองถูกครอบครองโดยแอกซอน ซึ่งมักจะรวมกันอยู่ในสิ่งที่เรียกว่าใยประสาท แอกซอนไมอีลิเนตถูกห่อหุ้มด้วยปลอกฉนวนไขมันของไมอีลินซึ่งทำหน้าที่เพิ่มความเร็วในการแพร่กระจายสัญญาณอย่างมาก (ยังมีแอกซอนที่ไม่มีไมอีลินด้วย) ไมอีลินเป็นสีขาว ทำให้ส่วนต่างๆ ของสมองที่เต็มไปด้วยเส้นใยประสาทโดยเฉพาะปรากฏเป็นสสารสีขาว สีอ่อน ตรงกันข้ามกับสสารสีเทา ที่มีสีเข้มกว่า ซึ่งทำเครื่องหมายบริเวณที่มีเนื้อเซลล์ประสาทหนาแน่นสูง