Neurotransmitterit ovat kemikaaleja, jotka kuljettavat tietoa neuronien välisen synaptisen halkeaman läpi. Näitä kemikaaleja valmistaa keho, ja niitä käytetään lähettämään monenlaisia viestejä signaalista, joka rentouttaa lihaksen, kemialliseen palkkioon tietyssä tehtävässä. Aivojen ja hermoston kanssa työskentelevät tutkijat ovat tunnistaneet monia, ja monia muita on vielä tunnistettava ja ymmärrettävä. Niitä on erittäin vaikea nähdä toiminnassa luonnossa, mikä on monimutkainen tutkimus näistä ainutlaatuisista kemikaaleista.
Näitä kemikaaleja tuotetaan neuronin solurungossa. Ne kulkevat neuronin aksonia pitkin ja asettuvat rakkuloihin, jotka ovat pohjimmiltaan pieniä palkoja, jotka ovat täynnä välittäjäaineita. Kun neuroni vastaanottaa oikean impulssin, rakkula puhkeaa auki ja vapauttaa vastaavan välittäjäaineen, ja kemikaali kulkee synapsin yli reseptoreihin, jotka sijaitsevat viereisen neuronin tai neuronien dendriiteissä.
Joillakin välittäjäaineilla on kiihottava vaikutus, mikä tarkoittaa, että ne aktivoivat neuronit, joiden kanssa ne ovat kosketuksissa. Toiset estävät, sulkevat neuronin. Kun neuroni vastaanottaa viestin välittäjäaineelta, se voi puolestaan välittää viestin viereisille neuroneille. Kaikki nämä toimet tapahtuvat sekunnin murto -osissa, jolloin aivot voivat lähettää ja vastaanottaa viestejä lähes välittömästi mihin tahansa kehon kohtaan ja mistä tahansa. Hermosto on erittäin monimutkainen ja hienostunut, mikä on yksi syy siihen, miksi tutkijoiden on ollut haastavaa ymmärtää sitä täysin.
Välittäjäaineita on kolme päätyyppiä: monoamiinit, aminohapot ja peptidit. Joitakin esimerkkejä ovat dopamiini, serotoniini, GABA, asetyylikoliini, oksitosiini, insuliini ja adrenaliini. Jokaisella kemikaalilla on tietty tehtävä kehossa ja hermostossa. Monet mielenmuutoslääkkeet kykenevät jäljittelemään tai tukahduttamaan eri välittäjäaineiden toimintaa luodakseen erilaisia vaikutuksia, ja jotkut lääkkeet voivat aiheuttaa pysyviä rakenteellisia muutoksia, jos niitä käytetään pitkiä aikoja. Reseptilääkkeet on usein suunniteltu toimimaan tiettyjen välittäjäaineiden kanssa tai niitä vastaan.
Tietyt välittäjäaineet ovat kehittäneet aivojen ja hermoston järjestelmiä, jotka mahdollistavat kemikaalien suuren mittakaavan siirtymisen. Dopamiini liittyy volyymin siirtoon. Sillä on rooli kehon palkitsemisjärjestelmässä ja se on vahvasti mukana riippuvuusprosessissa. Samanlaisia järjestelmiä on mukana oppimisprosessissa, tunteiden hallitsemisessa ja monissa muissa tehtävissä.