În timpul unui răspuns imunitar, celulele sistemului imunitar eliberează substanțe chimice numite citokine , care pot avea un efect direct asupra celulelor nervoase. De asemenea, neuronii pot fi activați pentru a secreta neurotransmițători care stimulează celulele sistemului imunitar. Această interacțiune între cele două sisteme este extrem de importantă pentru reglarea imunității și răspunsul la infecții și inflamații.