Les neurotransmetteurs et les neuromédiateurs sont des substances biochimiques libérées par les neurones agissant sur d'autres neurones ou plus rarement, sur d'autres types de cellules (comme les cellules musculaires).

Il existe une quarantaine de neurotransmetteurs, dont :

• la dopamine (effet stimulant) ;
• la noradrénaline (attention, émotions, sommeil, rêve et apprentissage) ;
• la sérotonine (neuromodulation, système digestif, thermorégulation, veille-sommeil, douleur, anxiété, contrôle moteur ;
• l'adrénaline (énergie, réponse au stress) ;
• les acides aminés : acide glutamique, acide aspartique, GABA (neuromodulateur), glycine ;
• les endorphines (réduction de la douleur et du stress, plaisir, sommeil, transit gastro-intestinal, réponse hormonale et immunitaire) ;
• l'histamine (neuromodulation, allergies) ;
• ainsi que diverses substances chimiques : acétylcholine (mémoire et apprentissages), ATP.

Les neuromédiateurs sont également libérés dans l'environnement neuronal et créent une "ambiance" chimique influant sur le fonctionnement des neurones.

La transmission de l'information entre deux neurones à travers la synapse est assurée par ces neurotransmetteurs et neuromédiateurs.

Les neuromédiateurs sont libérés d'un côté de la synapse (du côté d'un premier neurone) et reçus de l'autre côté de la synapse (du côté d'un deuxième neurone) par des récepteurs dédiés respectivement à la dopamine, la sérotonine, l'acétylcholine.

De récentes études sur les TED ont mis en évidence des anomalies au niveau des neuroligines réceptrices des synapses.