Синапсы обладают пластичностью. По экспериментальным данным синапс, часто принимающий участие в проведении возбуждения, увеличивается в размерах, а следовательно растет его влияние на постсинаптический нейрон (нейрон, на котором он расположен).

Еще одно важное свойство синаптического воздействия -явление рефрактерности (невосприимчивости к воздействию). О нем уже говорилось выше при описании гигантского аксона. Во время генерации спайка и некоторое время после него (это уже не бесспорно) постсинаптический нейрон не реагирует на воздействие медиатора. Данное явление называется абсолютной рефрактерностью, а соответствующий промежуток времени -периодом рефрактерности. Считается, что во время абсолютной рефрактерности никакое воздействие не способно индуцировать спайк нейрона. Постепенно абсолютная рефрактерность сменяется относительной. Достаточно сильное воздействие приводит с спайку. Затем способность реагировать на воздействие полностью восстанавливается.

Несмотря на малые размеры нейронов на каждом из них располагаются тысячи синапсов. Возбуждение, поступившее на синапс, вызывает локальное отклонение мембранного потенциала от состояния покоя. Как уже говорилось при описании гигантского аксона, эти локальные отклонения, если они не превышают пороговый уровень генерации спайка, “растекаются” по мембране, затухая как по пространству так и по времени. Чем дальше расположена точка от пропустившего воздействие синапса, тем меньше отклонение мембранного потенциала. Чем больше времени прошло с момента отклонения мембранного потенциала в зоне синаптического контакта, тем менее заметно возмущение мембранного потенциала в других точках.

Затухая, локальные отклонения складываются в зоне аксонного холмика. Если отклонение мембранного потенциала в зоне холмика превышает пороговое значение, то генерируется спайк, который распространяется по аксону. В случае, когда нейрон постоянно находится под интенсивным воздействием других нейронов, мембранный потенциал в зоне холмика часто превышает пороговое значение. На такое воздействие нейрон отвечает группой спайков -берстом. Промежутки между спайками не короче рефрактерного периода.

Тем самым, нейрон выполняет интегративные функции, суммируя поступающие к нему сигналы (импульсы) других нейронов (пространственное суммирование). Особеность суммирования заключается в том, что с течением времени результат воздействия накапливается (временное суммирование), но вклад каждого ранее поступившего импульса уменьшается. Нейрон генерирует битовый сигнал (импульс “все, или ничего”). Однако, частоту следования импульсов (или число импульсов в берсте) можно интерпретировать как аналоговый сигнал (точнее, его дискретное представление).

Потоки импульсов не являются единственным фактором, действующим на нейроны. Между точками межклеточной жидкости существует разность электрических потенциалов. Типичный объем, в котором потенциал межклеточной жидкости можно считать практически постоянным (местный потенциал), значительно превышает размеры нейрона. Местные потенциалы колебательным образом меняются во времени. Это медленные потенциалы. Достаточно типичный период их осциляций -порядка сек. (напомним, для нейрона длительность импульса порядка мсек.). В изменение местных потенциалов вносят вклад сами нервные клетки (не только нейроны), а также омические токи, обусловленные электрическим градиентом во внеклеточной жидкости (такая связь называется электротонической).

Местные потенциалы влияют на импульсацию нейронов. Этому есть доказательства. Изменение местных потенциалов отражает сигнал электроэнцефалограммы (ЭЭГ), который регистрируется на поверхности кожи, покрывающей череп. В спокойном состоянии у человека сигнал ЭЭГ осцилирует с периодом порядка сек. Замечено, что положительная полуволна ЭЭГ сопровождается учащением импульсации нейронов. Тем самым, быстрые импульсные потенциалы наблюдаются на фоне и связаны с медленными местными потенциалами. Механизмы связи и ее роль в целом в настоящее время не ясны. По одной из гипотез именно постоянно меняющиеся узоры местных потенциалов кодируют информацию в мозге. Потоки же импульсов служат для передачи информационных сообщений из одной области мозга в другую.