En los circuitos neuronales se encuentran claramente expresados en las sinapsis, algunos de los mecanismos de la plasticidad que exhibe el sistema nervioso. Dado que este fenómeno resulta de la participación de diversos elementos que actúan simultánea y/o secuencialmente, el conocimiento de las interacciones entre esos elementos tiene gran interés.

A pesar del enorme número de sinapsis que existen en el sistema nervioso ha sido posible establecer claramente diferencias funcionales y estructurales entre ellas y, más aun, caracterizarlas. Algunas de esas diferencias suelen manifestarse en un mismo lugar de un circuito neuronal, por ejemplo, en un terminal nervioso donde la liberación del neurotransmisor puede estar controlada por otros terminales. En este tipo de modelo es posible, además, estudiar las interacciones entre esos elementos reguladores.

El neurotransmisor puede salir del terminal nervioso por mecanismos exocitósicos y no-exocitósicos. Existe una liberación espontánea del neurotransmisor, la liberación basal, que en condiciones de reposo neuronal suele ser bastante regular y estable. Esa liberación basal aumenta substancialmente cuando el número de potenciales de acción que invaden el terminal aumentan. Sin embargo, la frecuencia de los potenciales de acción que llegan al termina no es el único factor que modifica la cantidad de neurotransmisor liberado, en forma basal o por la influencia de esos potenciales.

Los terminales nerviosos también están inervados por otros terminales (sinapsis axo-axónicas) que liberan neurotransmisores que pueden ser excitadores o inhibidores. Por ejemplo, un terminal GABAérgico puede estar actuando como un freno constante (tono GABAérgico) sobre otro terminal nervioso modificando así tanto la liberación basal como la inducida de su neurotransmisor. Pueden incluso llegar a bloquearla (inhibición presináptica).

Pero también ese mismo terminal puede estar simultáneamente inervado por otro tipo de terminal nervioso que libere, por ejemplo, un neurotransmisor excitador (glutamato). En el esquema, el glutamato actuaría sobre uno de los subtipos de receptores que el controla y que sería un receptor metabotrópico, es decir, que al ser activado por el glutamato induce un aumento de un segundo mensajero, el cual, a través de fosforilaciones u otros mecanismos pueden disminuir o facilitar en forma más o menos duradera la liberación del neurotransmisor o la influencia de los potenciales de acción.

En este ejemplo, el tono glutatérgico y el GABAérgico estarían influyendo en el efecto de los potenciales de acción que gatillan la salida del neurotransmisor.

Pero por otra parte, la concentración del neurotransmisor en el espacio sináptico también ejerce efectos presinápticos ya que actua sobre los autorreceptores que lo reconocen específicamente. Al formarse el complejo neurotransmisor-autorreceptor tanto la liberación basal como la inducida del neurotransmisor podrá aumentarse o disminuirse, según el subtipo de autorreceptor que se encuentre en ese terminal.