Durch ankommende Aktionspotenziale werden die axonalen Kalziumkanäle (Ca) geöffnet (nicht dargestellt). Kalzium (Ca⁺⁺) aktiviert die Freisetzung von Neurotransmittern (NT) aus den Vesikeln, in denen sie gespeichert sind. Die Neurotransmittermoleküle gelangen in den synaptischen Spalt. Einige binden an postsynaptische Rezeptoren und leiten damit eine Antwort der nachgeschalteten Zelle ein. Die anderen werden zurück in das Axon gepumpt und gespeichert oder diffundieren in das umliegende Gewebe.