Les synapses peuvent être affectées par des maladies neurologiques, comme Alzheimer ou Parkinson, à travers la dégénérescence neuronale, la diminution de la libération de neurotransmetteurs, et les altérations du nombre et de la fonction des récepteurs synaptiques, ce qui perturbe la communication neuronale et entraîne des déficits cognitifs et moteurs.