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神经元功能部分依赖于化学作用，部分依赖于脉冲放电激活。神经元之间通过发送名为神经递质的化学信号并且跨越名为突触的间隙进行交流。大脑中存在60多种神经递质。

两种神经递质承担了大脑中80%的信号传递：具有兴奋性并能激发活跃性的谷氨酸和具有抑制性并能平息活跃性的 γ-氨基丁酸。当两个原来没有联系的神经元互发信号时，氨基酸为之后的活动提供能量，而保持这种联系活跃的时间越长，这些神经元之间的连接越强烈。γ-氨基丁酸则帮助你平静下来。

另外重要的神经递质：血清素、去甲肾上腺素、多巴胺。它们改变了受体的敏感度，让神经元的效率更高或者引导神经元产出更多的谷氨酸，因此被称为神经调质。

血清素有利于大脑的活力处于可控状态，含量低与焦虑、抑郁甚至强迫症存在联系。其正面作用在于“事情不再像过去那样让我心烦了”，负面作用在于对于事情不再感慨甚至无动于衷。

去甲肾上腺素具有激活注意力的功能，它使影响直觉、觉醒和动机的信号更强烈。

多巴胺有助于提升和加强注意力，与奖励、运动和学习相关，且是对愉快的情绪进行编码的主要神经递质之一。当要表达愉快情绪时，多巴胺会激活伏隔核——也被称为快乐中枢。伏隔核被激活与吸毒、赌博和其他成瘾行为相关联，当被反复激活时，被激活的行为就很难停下来。