Bei einer Nervenzelle (Neuron), handelt es sich um einen spezifischen Zelltyp, der Veränderungen wahrnimmt, Informationen weiterleitet, diese verrechnet und somit körperliche Reaktionen auf die entsprechende Wahrnehmung auslöst (Abbildung 2).
Obwohl die einzelnen Nervenzellen sehr unterschiedlich in ihrer Feinstruktur an ihre jeweiligen Aufgaben angepasst sind, finden sich bei allen Neuronen die gleichen Zellabschnitte: ein Soma (Zellkörper), von dem ein Axonfortsatz ausgeht und unterschiedlich viele Dendritenäste. Zudem werden die Ursprungsstelle des Axons als Axonhügel und die Enden der Axon-Verzweigungen als synaptische Endigungen (synaptische Endknöpfchen) bezeichnet.
Das Soma eines typischen Neurons hat einen Durchmesser von etwa 20 µm (je nach Neuronentyp 5 - 100 µm). Der Aufbau des Somas und seiner Organellen entspricht dem einer klassischen tierischen Zelle.
Das Axon ist die Struktur des Neurons, welche der Informationsweiterleitung über Entfernungen hinweg dient und zudem hochgradig spezialisiert ist. Es beginnt mit dem Axonhügel und verjüngt sich dann in das fortsetzende Axon, das < 1 mm bis > 1 m lang sein kann. Häufig verzweigt sich ein Axon in sogenannte Axonkollaterale. Manchmal bildet das Axon auch eine Schleife und kommuniziert mit der Zelle, aus welcher es selbst hervorgeht oder mit den Dendriten von Nachbarzellen.
Der Durchmesser von Axonen ist unterschiedlich groß und reicht beim Menschen von < 1 µm bis 25 µm. Das Riesenaxon des Tintenfischs weist sogar einen Durchmesser von bis zu 1 mm auf. Die Variabilität der Axondicke ist wichtig, da die Geschwindigkeit, mit der sich ein Signal an der Axonmembran entlang bewegt, u. a. vom Durchmesser des Axons abhängt und so reguliert werden kann. Je dicker das Axon, desto schneller wird der Impuls fortgeleitet, da der Membranwiderstand entsprechend geringer ist. An den verzweigten Axonenden (Axonterminale/synaptisches Endknöpfchen) steht die Nervenzelle mit anderen Zellen in Kontakt und die Informationen können übertragen werden. Die Kontaktstelle wird als Synapse bezeichnet.
Die Gesamtheit der Dendriten eines Neurons wird als Dendritenbaum bezeichnet. Für die Informationsaufnahme weisen sie tausende von Synapsen mit anderen Zellen auf. Dazu besitzen sie spezialisierte Proteinmoleküle, die sogenannten Rezeptoren, mit denen sie Informationen in Form von Neurotransmittern empfangen können (chemische Synapsen). Auf manchen Dendriten finden sich spezialisierte Dornfortsätze (Spines). Die Funktion dieser Fortsätze liegt vermutlich darin, biochemische Reaktionen isoliert ablaufen lassen zu können. Die Art und die Häufigkeit der synaptischen Aktivität an einem Dornfortsatz bestimmt bzw. verändert seine Struktur.
