Beyindeki nöronlar, elektriksel ve kimyasal sinyaller aracılığıyla iletişim kurar. İletişim süreci, sinir hücresinin gövdesi olan soma bölgesinde başlar. Soma, başka nöronlardan gelen sinirsel uyarıları alır ve bu uyarıları birleştirerek bir eşik değeri oluşturur.
Eğer eşik değeri aşılırsa, nöronun aksonu boyunca elektriksel bir sinyal olan aksiyon potansiyeli oluşur. Aksiyon potansiyeli, nöronun hücre zarındaki iyon kanallarında meydana gelen iyon değişiklikleri sonucu oluşur. Aksiyon potansiyeli, akson boyunca hızla ilerler ve bir sonraki sinaps (sinir hücresi arasındaki bağlantı noktası) kadar iletilir.
Aksiyon potansiyeli, sinaps adı verilen bağlantı noktasına ulaştığında, elektriksel sinyal kimyasal bir sinyale dönüşür. Sinaps, nörotransmitter adı verilen kimyasal maddelerin salınmasını sağlar. Nörotransmitterler, sinaps aralığındaki boşluğa bırakılır ve bir sonraki nöronun reseptörlerine bağlanır.
Nörotransmitterlerin reseptörlere bağlanması, hedef nöronun hücre zarında iyon kanallarının açılmasına veya kapanmasına neden olur. Bu iyon kanal değişiklikleri, hedef nöronun eşik değerini aşmasına veya aşmamasına bağlı olarak yeni bir aksiyon potansiyeli oluşturabilir veya oluşturmayabilir.
Bu şekilde, beyindeki nöronlar arasında elektriksel ve kimyasal sinyallerin karşılıklı olarak iletimi gerçekleşir. Bu iletişim süreci, beyindeki sinir ağının bilgi işleme ve iletişimini sağlayarak, organizmanın duyusal bilgileri işleme, motor hareketleri gerçekleştirme, düşünme ve duygusal tepkiler gibi çeşitli işlevleri yerine getirmesini mümkün kılar.