La transmission synaptique est un processus complexe qui implique la libération de neurotransmetteurs par le neurone présynaptique dans la fente synaptique, suivie de la liaison des neurotransmetteurs à des récepteurs spécifiques situés sur la membrane du neurone postsynaptique. Ce processus commence par l’arrivée d’un potentiel d’action dans le bouton synaptique du neurone présynaptique. Cette arrivée induit l’ouverture des canaux calciques, permettant l'entrée des ions calcium dans le neurone. L'augmentation de la concentration de calcium entraîne la fusion des vésicules contenant des neurotransmetteurs avec la membrane présynaptique, libérant leur contenu dans la fente synaptique.

Les potentiels postsynaptiques résultants peuvent être soit excitateurs (PPSE), causant une dépolarisation de la membrane postsynaptique, soit inhibiteurs (PPSI), causant une hyperpolarisation. L’effet global sur le neurone postsynaptique dépend de la sommation des divers PPSE et PPSI qu'il reçoit. Si la somme de ces potentiels atteint le seuil nécessaire -> un potentiel d’action est généré. La formule mathématique de base pour cela considère que chaque type de potentiel a une influence additive sur la variation du potentiel membranaire postsynaptique.

Les PPSE et les PPSI peuvent être additionnés de deux manières : La sommation temporelle et la sommation spatiale

• La sommation temporelle se produit lorsqu’un neurone reçoit plusieurs potentiels à la suite de la même synapse, ce qui peut conduire à un PPSE plus large, suffisante pour déclencher un potentiel d’action.
• La sommation spatiale , implique plusieurs synapses effectuant des transmissions simultanées sur diverses parties du neurone. Ces potentiels sont également additionnés, et si la somme est au-delà du seuil nécessaire, cela peut déclencher un potentiel d'action.

Lorsque la somme des potentiels excitateurs et inhibiteurs atteint un seuil critique dans le neurone postsynaptique -> un potentiel d'action est initié. Cela se produit au niveau de la zone gâchette du neurone, où une densité élevée de canaux sodiques voltage-dépendants peuvent rapidement ouvrir et conduire à une dépolarisation substantielle. Ce phénomène suit une loi du tout ou rien : le potentiel d'action est déclenché pleinement si le seuil est atteint, sinon il ne se produit pas. Une fois initié, le potentiel d'action se propage le long de l'axone jusqu'à atteindre d'autres synapses en vue de transmettre l'information.