Khi chất truyền đạt thần kinh được giải phóng vào synap, đồng nghĩa với việc nồng độ các chất truyền đạt lúc này là cao nhất ngay tại khe synap, và có một lượng chất truyền đạt nhất định khuếch tán ngay lập tức trước khi bị tái hấp thu hoặc bị chuyển hóa tại đó. Nếu các chất khuếch tán ngay không chậm trễ, chúng sẽ hoạt hóa các thụ thể ở gần tại màng tế bào sau synap, hoặc ở xa tại các vị trí synap khác. Phạm vi hoạt động của các chất dẫn truyền thần kinh diễn ra bên ngoài synap được gọi là quá trình truyền dẫn ngoại dịch.[23] Quá trình như thế diễn ra trên phạm vi rộng cũng như là với một mức độ đáng kể, nhưng mà tầm quan trọng về chức năng của nó vẫn còn là vấn đề tranh cãi trong thời gian dài.[24]

Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng truyền dẫn ngoại dịch có thể là kiểu tương tác chiếm ưu thế ở một số nơron đặc biệt. Ở lớp vỏ não của động vật có vú, có một loại nơron trung gian với tên gọi là NGF (neurogliaform) nó có thể ức chế các cấu trúc nơron gần đó bằng cách giải phóng chất dẫn truyền thần kinh ức chế đặc trưng GABA vào dịch ngoại bào.[25] Cùng với đó, chất ức chế GABA do các nơron NGF giải phóng ra cũng đồng thời tác dụng lên các tế bào hình sao (astrocytes), thể hiện vai trò của quá trình truyền dẫn ngoại dịch này chính là kiểm soát các ion và các chất dẫn truyền thần kinh nhằm mục đích giữ cân bằng nội môi.[26] Có xấp xỉ khoảng 78% nơron NGF mà các cúc tận cùng của nó không vận hành tạo synap như ở các nơron điển hình khác. Đây cũng đồng thời là bằng chứng đầu tiên cũng như xác đáng nhất về cơ chế truyền tin hóa học hiện diện ngay cả khi các synap chúng không tồn tại.[25]