Neuronen sind hochspezialisierte, elektrisch erregbare Zellen des Nervensystems, die der Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung von Informationen dienen. Morphologisch gliedern sie sich typischerweise in Soma, Dendriten und Axon. Dendriten übernehmen vorwiegend die synaptische Integration eingehender Signale, während das Axon Aktionspotenziale über teils große Distanzen leitet und an präsynaptischen Endigungen chemische Neurotransmission vermittelt.

Die elektrische Signalweiterleitung beruht auf spannungs- und ligandengesteuerten Ionenkanälen in der Plasmamembran, deren selektive Permeabilität rasche Änderungen des Membranpotentials ermöglicht. Die Zusammensetzung und räumliche Organisation dieser Kanäle – einschließlich der Myelinisierung durch Glia – bestimmen Leitungsgeschwindigkeit, Refraktärverhalten und Frequenzkodierung. Synaptische Transmission erfolgt überwiegend chemisch über die Freisetzung von Neurotransmittern, deren Bindung an postsynaptische Rezeptoren exzitatorische oder inhibitorische postsynaptische Potentiale generiert.

Für experimentelle und anwendungsorientierte Forschung gewinnen iPSC-abgeleitete Neuronen (induzierte pluripotente Stammzellen) zunehmend an Bedeutung. Sie erlauben patientenspezifische Krankheitsmodelle, toxikologische Testsysteme und Hochdurchsatz-Screenings in einer humanen, genetisch definierten Umgebung. In Verbindung mit modernen biohybriden Systemen, z. B. neuronalen Netzwerken auf Mikroelektroden-Arrays oder in 3D-Organoiden, bilden Neuronen eine zentrale Plattform zur Untersuchung von Signalverarbeitung, Netzwerkplastizität und Neurodegeneration unter gut kontrollierten, reproduzierbaren Bedingungen.