神经元是一种特化的细胞，负责在神经系统内接收、整合和传递信息。神经元通过细胞膜上的电位变化，以及与其他细胞交换的化学信号进行通信。它们构成神经回路，为感觉、运动、学习、记忆以及体内生理功能的调节提供基础。在人体中，神经元分布于由大脑和脊髓组成的中枢神经系统，以及周围神经系统。神经元的活动依赖于与神经胶质细胞的密切相互作用，后者为神经组织提供支持，并调节其周围环境。(ncbi.nlm.nih.gov)
结构
典型的神经元有三个主要部分：胞体、树突和轴突。胞体含有细胞核，以及维持神经元正常运作所需的大部分细胞结构与装置。不同类型神经元的胞体形状和大小各不相同。神经元并非简单的导线，而是活细胞，其特化的各个部分承担着信息处理的不同任务。(openstax.org)
树突通常是分支状突起，负责接收其他神经元传来的信号。其分支结构提供了大量接收传入连接的位点。轴突通常将电脉冲传向其他细胞，也可通过分支连接多个目标。人体某些感觉神经元和运动神经元的轴突可长达约一米。轴突末梢与其他神经元、肌细胞或腺细胞形成称为突触的通信部位。这些结构划分描述的是神经元常见的组织方式，并不意味着所有神经元都具有相同的形态。(openstax.org)
许多轴突外包裹着髓鞘，这是由神经胶质细胞形成的多层绝缘包被。中枢神经系统中的髓鞘由少突胶质细胞形成，周围神经系统中则由施旺细胞承担这一功能。髓鞘上间断的部位称为郎飞结，这些部位暴露出特化的轴突膜区域，电脉冲在此重新产生。(openstax.org)
电信号传递
细胞膜将含有不同浓度带电离子的液体隔开。细胞膜的选择性通透性和离子泵维持着这些浓度差异，由此形成静息膜电位，此时细胞内部相对于外部通常呈负电位。离子泵消耗三磷酸腺苷，以维持持续传递信号所需的离子浓度梯度。离子通道受到电压变化、化学信使或其他刺激激活时，可允许特定离子穿过细胞膜。(ncbi.nlm.nih.gov)
动作电位是膜电位发生的短暂、可再生的变化。在典型的神经元动作电位中，电压门控钠通道开放，钠离子进入细胞，引起快速去极化。随后，钠通道失活，钾离子流出细胞，促使膜电位复极化。不应期会暂时限制下一个电脉冲的产生。动作电位大体遵循“全或无”原则：更强的刺激并不会简单地产生幅度按比例增大的电位尖峰；相反，放电频率的变化可以传递刺激强度的差异。(ncbi.nlm.nih.gov)
在无髓鞘轴突中，动作电位沿着相邻的膜区域依次重新产生。在有髓鞘轴突中，动作电位主要在郎飞结处重新产生，电流则在相邻郎飞结之间传播。这种机制称为跳跃式传导，可以提高传导速度。轴突直径也会影响电脉冲的传播速度。(openstax.org)
突触通信与整合
在化学突触处，传来的动作电位使突触前末梢的钙通道开放。钙离子进入后，促使含有递质的囊泡与细胞膜融合。释放出的神经递质穿过突触间隙，与接收信号的细胞上的受体结合，改变其电活动或细胞内信号传递。电突触的工作方式不同：称为缝隙连接的通道允许电流在相互连接的细胞之间直接流动。(ncbi.nlm.nih.gov)
突触信号可以提高或降低接收信号的神经元产生动作电位的可能性。兴奋性输入和抑制性输入通过突触整合相互作用。在时间上相近的输入可以通过时间总和叠加；来自不同位置的信号可以通过空间总和叠加。因此，一个突触前神经元的活动不一定会使其目标细胞产生动作电位。神经元的输出反映的是各项输入的综合作用，而不是简单地逐一重复传入的信号。(med.uth.edu)
类型与神经回路
按功能分类，神经元可分为传递刺激信息的感觉神经元、作用于肌肉或其他效应器的运动神经元，以及在神经回路内连接其他神经元的中间神经元。例如，在牵张反射中，感知肌肉被牵拉的感觉神经元会兴奋支配该肌肉的运动神经元，同时激活抑制性中间神经元，降低拮抗肌的活动。(med.uth.edu)
按结构分类，神经元包括具有多条树突和一条轴突的多极神经元、具有两条主要突起的双极神经元，以及单一突起分成两个分支的假单极神经元。大脑皮层的锥体细胞和小脑的浦肯野细胞展示了各具特色的神经元形态。神经元的结构有助于决定它能够接收哪些输入，以及能够影响哪些目标。(openstax.org)
发育与可塑性
在发育过程中，神经元由神经前体细胞产生，随后分化，并迁移到建立连接的位置。放射状胶质纤维可为迁移提供支架，分子信号则帮助引导细胞到达目的地。大多数脑内神经元在出生前就已形成。许多成熟神经元的寿命极长，通常不会通过细胞分裂进行更新替换。(ninds.nih.gov)
不过，神经元之间的连接仍然可以改变。神经可塑性包括突触强度的变化，这些变化会改变神经回路对活动和经验的响应方式。赫布理论阐述了神经元活动的协同与连接增强之间的关系，这一理论影响深远。这类变化为神经回路储存信息提供了细胞层面的机制，而不必为每一次经历都生成一个新的神经元。(med.uth.edu)