人體中樞神經系統內有億萬個神經元，其中傳出神經元的數目總計為數十萬，傳入神經元約較傳出神經元多1～3倍，而中間神經元的數目最大。神經元的數目如此巨大，它們之間的聯系也必然非常復雜。

輻散

一個神經元的軸突可以通過分支與許多神經元建立突觸聯系，稱為輻散。例如在脊髓，傳入神經元的纖維進入中樞后，除以分支與本節段脊髓的中間神經元及傳出神經元發生突觸聯系外，還有上升和下降分支與相鄰節段脊髓的中間神經元發生突觸聯系。因此，傳入神經元與其他神經元的聯系方式主要是輻散。這種聯系方式可使一個神經元的興奮引起許多神經元同時興奮或抑制，形成興奮或抑制的擴散。

聚合

一個神經元的胞體與樹突表面可接受許多來自不同神經元的突觸聯系，稱為聚合。這種聯系方式可使許多神經元的興奮作用聚合在一個神經元上，引起后者的興奮；也可使來自許多不同神經元的興奮和抑制作用在同一神經元上而發生拮抗。在中樞神經系統內，傳出神經元接受其他神經元的突觸聯系，主要是聚合方式；例如脊髓前角運動神經元，它接受許多不同來源的突觸聯系，其中有興奮性的，也有抑制性的。因此，脊髓前角運動神經元最終表現為興奮還是抑制，以及興奮或抑制的程度有多大，則取決于不同來源的興奮和抑制作用相互拮抗的結果。這一規律稱為最后公路原則。傳出神經元是各種來源的突觸聯系的最后公路，由它傳出沖動產生反射活動效應，通過各種來源作用的拮抗使效應在強度上更為協調。

鏈鎖狀與環狀聯系

中間神經元之間的聯系更為復雜，形式多樣，有的形成鏈鎖狀，有的呈環狀。在這些聯系中，輻散和聚合同時存在。興奮通過鏈鎖狀聯系，在空間上擴大其作用范圍。興奮通過環狀聯系時，由于環路中神經元的性質不同而表現出不同的效應。如果環路中各種神經元的生理效應相同，則興奮由于反復在環路中傳導，導致興奮活動時間延長。如果環路中存在抑制性中間神經元，則興奮經過環狀聯系將使原來的神經元活動減弱或及時終止。