Os astrócitos estabilizam os neurônios, o epêndima permite a troca de líquido cefalorraquidiano entre os ventrículos cerebrais e os neurônios, a microglia remove tecido morto e corpos estranhos, e os oligodendrócitos isolam os neurônios, envolvendo-os e secretando uma proteína isolante elétrica chamada mielina. No sistema nervoso periférico, as células de Schwann comportam-se de maneira muito semelhante aos oligodendrócitos; elas envolvem os axônios e os isolam eletricamente com mielina para a condução eficiente de informações elétricas. A pesquisa neurológica específica concentra-se na plasticidade neuronal na aprendizagem, nos efeitos de vários neurotransmissores sobre a atividade neural e em doenças do sistema nervoso central.
Vários modelos de neuroplasticidade foram propostos para explicar como a aprendizagem ocorre em vertebrados superiores, incluindo humanos e outros mamíferos. A maioria desses modelos de processamento neuronal envolve o padrão espacial de feixes neurais, que orientam a informação no espaço e no tempo. O crescimento plástico desses neurônios em direções específicas e padrões de sincronização contribui para a memória, a aprendizagem e a inteligência em mamíferos superiores, como primatas (que incluem humanos e chimpanzés) e cetáceos (golfinhos e baleias).
A neurotransmissão pode ser afetada por uma variedade de estados físicos e influências químicas. O uso extensivo e o abuso de produtos farmacêuticos e drogas podem ter efeitos graves no sistema nervoso. Além disso, erros no desenvolvimento do sistema nervoso e o envelhecimento podem contribuir para diversas doenças e distúrbios.