La comunicación entre neuronas no siempre se da a través de proteínas. Los neurotransmisores pueden ser gases como el óxido nítrico (NO) el cual juega un papel importante en los procesos de memoria y aprendizaje en el hipocampo (potenciación a largo plazo [LTP]). El NO es sintetizado del precursor L-arginina en la membrana presináptica gracias a la acción de la óxido nítrico sintetasa (NOS) y del complejo calcio-calmodulina (CaM). Posteriormente el NO se difunde a través de las membranas sinápticas en forma retrógrada, activando la guanidilciclasa en la neurona presináptica la cual facilitará la liberación de glutamato, la activación de receptores asociados a canales iónicos (AMPA y NMDA), el ingreso de calcio a la neurona postsináptica y la nueva formación de NO, en un ciclo que permite la sincronización entre neuronas y el mantenimiento de las huellas mnésicas.