人体中枢神经系统内有亿万个神经元，其中传出神经元的数目总计为数十万，传入神经元约较传出神经元多1～3倍，而中间神经元的数目最大。神经元的数目如此巨大，它们之间的联系也必然非常复杂。
辐散
一个神经元的轴突可以通过分支与许多神经元建立突触联系，称为辐散。例如在脊髓，传入神经元的纤维进入中枢后，除以分支与本节段脊髓的中间神经元及传出神经元发生突触联系外，还有上升和下降分支与相邻节段脊髓的中间神经元发生突触联系。因此，传入神经元与其他神经元的联系方式主要是辐散。这种联系方式可使一个神经元的兴奋引起许多神经元同时兴奋或抑制，形成兴奋或抑制的扩散。
聚合
一个神经元的胞体与树突表面可接受许多来自不同神经元的突触联系，称为聚合。这种联系方式可使许多神经元的兴奋作用聚合在一个神经元上，引起后者的兴奋；也可使来自许多不同神经元的兴奋和抑制作用在同一神经元上而发生拮抗。在中枢神经系统内，传出神经元接受其他神经元的突触联系，主要是聚合方式；例如脊髓前角运动神经元，它接受许多不同来源的突触联系，其中有兴奋性的，也有抑制性的。因此，脊髓前角运动神经元最终表现为兴奋还是抑制，以及兴奋或抑制的程度有多大，则取决于不同来源的兴奋和抑制作用相互拮抗的结果。这一规律称为最后公路原则。传出神经元是各种来源的突触联系的最后公路，由它传出冲动产生反射活动效应，通过各种来源作用的拮抗使效应在强度上更为协调。
链锁状与环状联系
中间神经元之间的联系更为复杂，形式多样，有的形成链锁状，有的呈环状。在这些联系中，辐散和聚合同时存在。兴奋通过链锁状联系，在空间上扩大其作用范围。兴奋通过环状联系时，由于环路中神经元的性质不同而表现出不同的效应。如果环路中各种神经元的生理效应相同，则兴奋由于反复在环路中传导，导致兴奋活动时间延长。如果环路中存在抑制性中间神经元，则兴奋经过环状联系将使原来的神经元活动减弱或及时终止。