神经元间的信息传递速度非常快，且都是在微观层面上进行，这使得该过程的研究变得极其困难。使用一种在对神经元进行刺激后迅速将其冻结的拍摄技术，研究人员得以对突触小泡的活动进行了深入的研究，并由此发现了神经元在进行交流时所具备的重要特征。在动作电位发生后，多个突触小泡会在同一时间与复数的突触进行融合，而随着时间的推移，发生对接的小泡数量会锐减到60%。这便意味着，在两到三次的动作电位后，对接的小泡会被消耗殆尽。然而神奇的是，神经元之间的信息传递并非只会一味的慢慢减弱，在动作电位发生后的14毫秒内，会有新的突触小泡迅速的与突触后膜进行对接和融合并释放神经递质。这一短暂的补给过程为神经元间的信息传递带去了信号强弱上的变化，突触小泡数量的增多和减少对应到我们的日常对话中去，就宛如语调高低的变化一般。很早之前科学家就意识到神经元可以一次传递多个“字词”并能改变这些话语的语调，但是，这是首次对其具体原理进行了揭露。