I neuroni rappresentano l'unità costitutiva del cervello e del sistema nervoso periferico. I neuroni sono le cellule in grado di processare l'informazione nel sistema nervoso. Una caratteristica dei neuroni, fondamentale per svolgere il loro compito, è quella di possedere proprietà elettriche attive tali da permettere la propagazione di un segnale elettrico senza attenuazione. Il linguaggio del cervello è elettrico, e questi segnali elettrici vengono generati, analizzati e propagati dai neuroni. I neuroni sono presenti in una moltitudine di forme, tutte però riconducibili a una struttura base che può essere paragonata a quella di un albero ad alto fusto con delle radici, un tronco e dei rami. Un albero assorbe acqua e sostanze nutritive attraverso le radici e li pompa verso i rami attraverso il fusto (fig). In un neurone, il trasporto attivo non interessa acqua e sostanze nutritive, ma segnali elettrici. Un neurone riceve segnali elettrici nelle sue radici che prendono il nome di dendriti; questi vengono sommati tra di loro e viaggiano lungo il fusto che prende il nome di assone attraverso un meccanismo attivo che ne impedisce l'attenuazione, per arrivare ai rami che prendono il nome di terminazioni assoniche. Il compito di un neurone è ricevere segnali elettrici da altri neuroni (input), analizzarli e quindi, attraverso l'assone, inviare questo segnale elaborato ad altri neuroni (output). Questo processo è alla base di ogni nostra percezione, sensazione, memoria, emozione o pensiero.
Il linguaggio dei neuroni è un linguaggio costituito da potenziali d'azione. Un neurone risponde a una stimolazione elettrica in modo 'tutto o nulla': o non risponde per nulla o ,se risponde, lo fa con una risposta elettrica che è sempre uguale e che comporta una brusca inversione di polarità che dura alcuni millesimi di secondo: il potenziale d'azione. All'aumentare dell'intensità della stimolazione non aumenta l'ampiezza dei potenziali d'azione ma la loro frequenza, mentre i singoli potenziali d'azione rimangono identici tra di loro. Il linguaggio dei neuroni è quindi un codice di frequenza: uno stimolo poco efficace è rappresentato con basse frequenze di potenziali d'azione mentre uno stimolo ottimale evoca frequenze massime.