Kortikala neuroner är cellerna i hjärnans största region, de två hemisfärerna i hjärnbarken. Det mesta av hjärnans komplexa aktivitet som möjliggör tanke, uppfattning och frivillig rörelse är kopplad till aktiviteten hos dessa neuroner. Hjärnan har mer än ett dussin typer av kortikala neuroner, brett klassificerade efter om de aktiverar eller hämmar neural aktivitet. Dessa nervceller kommunicerar med varandra genom kemisk och elektrisk signalering och använder ofta molekyler som kallas neurotransmittorer för att skicka meddelanden vid korsningar som kallas synapser.
Den huvudsakliga funktionella celltypen i hjärnans cerebrala cortex är den kortikala neuronen. Dessa neuroner packas in i cortex, även kallad den grå substansen, som är upp till fyra millimeter tjock längs båda hjärnhemisfärerna. Kortikal neuronaktivitet dämpar perception och kommunikation i hjärnan, och påverkar även muskuloskeletal kontroll, grunden för frivillig rörelse, som att gå. Det är viktigt att notera att även om många psykofysiska fenomen verkar bero på hjärnbarken, kan ingen enskild region eller enskild neuron stå för komplex mental aktivitet, som ofta är utspridda bland många olika nätverk av miljontals neuroner som arbetar tillsammans.
Ytan på hjärnbarken är vikt i många spår av olika djup, kallade sulci, vilket gör att ett stort antal neuroner kan passa in i den relativt lilla delen av hemisfärerna. Här är nervceller ordnade i sex lager. Olika typer av kortikala neuroner befolkar dessa lager, från I till VI, som identifieras av laboratoriefärgningstekniker och genom deras olika storlekar och former. Vissa typer av neuroner stimulerar elektrisk avfyring och kallas excitatoriska neuroner; andra stoppar eller bromsar elektrisk aktivitet och anses hämmande neuroner. En tredje kategori, interneuroner, underlättar kommunikationen mellan dessa typer av neuroner.
Kortikala neuroner kommunicerar med varandra vid korsningar som kallas synapser, belägna på hundratals platser på den yttre ytan av en given cell. På en synaptisk plats kommer två cellmembran i närheten, och båda har massor av molekylära strukturer som kallas receptorer som gör att de kan ta emot meddelanden från varandra. Elektriska synapser förmedlar signaler mellan neuroner i form av en ström som kallas en aktionspotential, medan kemiska synapser är beroende av signalsubstanser som frigörs av en cell och sedan binder till den andra cellen i synapsen.
Huvudsakliga excitatoriska kortikala neurontyper inkluderar pyramidceller och taggiga stellatceller. De förstnämnda har fått sitt namn efter sina triangulära cellkroppar och har omfattande kopplingar till andra nervceller i cortex och bortom. Hämmande neuroner finns i många varianter, inklusive korg- och ljuskronaceller, och de släta, ryggradslösa stjärncellerna, uppkallade efter deras brist på taggiga projektioner till andra nerver. Båda grupperna av kortikala neuroner använder kemisk signalering för att interagera med intilliggande celler, och förlitar sig på specialiserade kemikalier som kallas neurotransmittorer för detta ändamål. Excitatoriska neuroner använder ofta signalsubstansen glutamat, medan hämmande celler övervägande signalerar genom föreningen GABA.