脑内到处都存在着氨基酸。过去只认为它们是合成蛋白质的原料，或是蛋白质分解的产物。近年来，注意到某些氨基酸在中枢的突触传递中起着递质的作用。而且发现，凡是中性氨基酸，如γ氨基丁酸、甘氨酸、β丙氨酸等对中枢神经元表现抑制作用，而酸性氨基酸如谷氨酸、天门冬氨酸则表现为兴奋作用。
有一些小分子肽类在中枢神经系统中也具有神经递质同的作用。1975年发现的脑啡肽(enkephalin)是由五个氨基酸残基构成的寡肽，从猪脑中分离出来的脑啡肽又分为两型。
蛋氨酸型(蛋脑啡肽，Met-enkephalin)：
H-酪-甘-甘-苯丙-蛋-OH
亮氨酸型(亮脑啡肽，Leu-enkephalin)
H-酪-甘-甘-苯丙-蛋-OH
它们是由脑细胞内合成的具有吗啡样作用的肽，故名脑啡肽。已知吗啡(morphine)要先与脑内的吗啡受体结合才能产生镇痛、欣快作用，而脑啡肽之所以有吗啡样作用也是因为它们能与吗啡受体结合。吗啡是外来的物质，而脑啡肽是内源性的。此外，已知脑内还有一些能与吗啡受体结合并产生吗啡样作用的其它的肽类，称之为内啡肽(endorphin)，虽然还不能十分肯定这些肽类都是真正的神经递质(即完全符合前述神经递质的条件)，但是，研究它们的作用对阐明脑的功能，特别对阐明痛觉原理是很有意义的。