다수의 시냅스를 경유하는 서로 다른 극성(흥분성 및 억제성)을 가지는 미세한 아날로그 전기신호가 세포체내에 집적되고 그 신호들의 합이 특정한 임계값보다 커지면 약 1ms의 폭을 가지며 거의 일정한 세기를 가지는 활동전위(action potential) 또는 스파이크로 일컫는 디지털 개념의 펄스신호가 발생된다. 스파이크 세기와 무관하게 단위시간당 펄스 수 등에 의미있는 정보가 포함되어 있으며, 스파이크 신호의 디코딩은 현재 뇌-제어 기반 사지기능 장애인의 보철재활에 활발하게 적용되고 있다. 이와 같이 뉴런은 하나의 세포에 아날로그, 디저털 신호처리 기능을 가지고 있을 뿐만 아니라 메모리, 프로세서 기능을 가지고 있는데 메모리 저장은 시냅스에서 이루어진다.
전시냅스(pre-synapse)에 빈번하게 자극 --> 후시냅스(post-synapse)의 전류 증가, 즉 전도도가 증가 --> 자극에 대해 민감하게 된다. 반면에 자극이 드물게 가해지는 경우 --> 전류 감소, 즉 전도도가 감소하여 자극에 대한 민감도 감소. 시냅스는 이와 같은 과정을 통해서 자극에 대한 기억을 가지게 된다.
감각뉴런을 통해 작은 크기의 자극이 빈번하게 가해지면--> 감각뉴런과 연결된 운동뉴런의 자극에 대한 민감도가 급격하게 증가. 이 과정은 감각뉴런과 운동뉴런을 연결하는 시냅스 구조변화를 수반, 단기적, 장기적인 민감도 향상에는 이온채널의 수적증가와 새로운 시냅스 형성을 각각 수반한다는 것이 제안.
시냅스의 변화=현재기억과 이를 기반으로 하는 학습. 즉, 지능에 관한 세포수준의 기작으로 받아들여지고 있다.
시냅스의 변화
=시냅스 세기 변화
=시냅스 효용
=시냅스 가중치 변화
=시냅스 가소성