许多生化研究表明，存在多种功能不同的神经元和突触。这些不同类型的突触可能与许多神经网络模型中的两个相互作用的基本假设有关：兴奋性和抑制性突触，以及稳定的和可变的突触。对突触的多种生化性质的功能解释仍处于假设阶段。尽管目前已经鉴定出具有兴奋作用的神经递质谷氨酸，以及具有抑制作用的神经递质伽马氨基丁酸（GABA），但我们并未进行细胞化学工作，而是根据突触在电镜下的形态对兴奋性和抑制性突触进行了分类。Gray（1959）首次引入了对这两种突触的区分，Colonnier（1968）对此进行了进一步细化。Uchizono（1965）以小脑解剖和生理为基础，首次用兴奋和抑制来解释这两种突触。我们按照Gray（1959）的命名，将这两种突触称为第I类和第II类突触（见图26）。
图26. 小鼠皮层中的突触电镜图。突触s1被垂直切开；突触s2是轴突和树突轴上的，切面略有倾斜，难以判断其类型；突触s3是在棘突头上的第I类；突触s4也是在棘突头上的第I类；突触s5是在小树突上的第II类。d为树突；sp为棘突。放大系数为X23,500。
第I类突触的特征是突触前膜和突触后膜的染色都比非突触膜要深，且被锇染色的电子密集物质附着在突触后膜上，突触前膜附近有许多接近圆形的囊泡。
第II类突触的特征同样是突触前膜和突触后膜的染色比非突触膜要深，但突触后膜没有电子密集物质，且突触前的囊泡呈拉长的不规则形状，突触间隙通常比第I类突触的要窄。
不同作者对两种突触类型的区分标准各异，且有观点认为这两种突触实际上只是突触的连续统一体上的两个极端。因此，有学者呼吁应区分出更多的种间类型突触。然而，我们认为第I类和第II类突触是真实存在的，即使出现了种间类型，那也只是由于突触在切片中的特殊朝向或固定不良导致的。当遇到模棱两可的情况时，我们优先考虑是否存在突触后膜的加厚，这一标准的正确率可达98%。
我们仅统计了突触平面与切片平面垂直的突触。在切片中可以非常清晰地看到这些突触的前后膜间隙。选择这些特定朝向的突触可以更容易地鉴定突触的类型。
第II类突触在三只小鼠的不同脑区的比例如下表所示：
区域
小鼠 8 16 17
1 7（12） 11（14） 9（13）
2 4（5） 6（7） 8（8）
3 8（10） 12（13） 9（10）
括号内的数字是将不确定的突触也包括在内之后的值。
因此，第II类突触的比例可以假定为8%到10%之间（不确定类型的突触也被包括在内）。2号小鼠的结果比较奇怪，比其他两只小鼠的要低很多；如果认为是样本制备过程中有错误，那就代表样本固定或染色操作没有做好，导致更多的第I类突触被鉴定出来。当然，这也有可能仅仅是个体差异而已。不过我们并不认为2号小鼠展示出来的个体差异与癫痫有关，因为它在行为上没有任何疾病表现。
我们的统计是在神经交织中进行的。神经交织是指不包括细胞胞体和血管的组织部分。之后对统计结果进行了体积校正，但这一校正可能对结果产生重大影响。这主要是因为第II类突触主要分布在细胞胞体上。因此，我们的样本估计中，第II类突触可能偏少。然而，从许多研究（Muller et al., 1984在兔子上的研究；White和Rock 1980在小鼠上的研究；Peters和Kaiserman-Abramof, 1970在大鼠上的研究）以及我们自己的统计结果来看，细胞上的突触很少超过200个，甚至更少。假定细胞上的突触都是第II类突触，那么它们占的比例为2.5%；这样，第II类突触的总比例就是11%。
其他研究者（Peters和Feldman 1976；Wolff 1976；Bar, 1977；Blue和Parnavelas, 1983在大鼠上的研究；Winfield 1983；Beaulieu和Colonnier 1985在猫上的研究）对第II类突触的比例的结果大约在5%到21%之间。
除了统计两种突触类型的比例，我们还可以在同一个电镜样本上统计树突棘上的突触和树突轴上的突触的比例。不过，树突棘上的突触几乎都是第I类。因此，我们并不是要统计第三种类型的突触，而是在尝试区分第I类突触中可变的和不可变的类型（见后续第24章）。在电镜图中，只要棘突头部在切片中的部分足够大，它就很容易被识别。这也是我们识别一个体积足够大、朝向足够好的第I类突触的方法。许多研究人员（Peters et al., 1970）已经指出，棘突头部的细胞质中含有一些扩散性的能被锇酸染色的物质，使其呈现出特定的形态，且其中不含线粒体或其他管状结构。更多细节见第22章和图42。
根据以上判定标准，可以判定77%的位于神经交织中的突触是在棘突头部的。再做一次体积校正，结果为75%。因此，皮层内所有的突触中，大约有3/4是在棘突头部上的。而这些位于棘突头部的突触绝大部分都是第I类突触。另一方面，第I类突触在神经交织中的比例为89%，因此，大约85%的第I类突触都是在棘突头部的。
树突棘显然在皮层中非常重要。因此，我们对棘突头部和棘突颈部在神经交织中的体积比为14%一点也不感到惊讶。