O neurônio apaixonado relata as reações de paixão de Acumbente dos Prazeres, um simpático neurônio que mora no cérebro de um menino chamado Ptix. O menino se apaixona por Camila, sua nova vizinha, e o Acumbente, um neurônio que processa emoções, se encarrega de sofrer a experiência de seu "dono". O livro ensina Neurociências em linguagem acessível e divertida a crianças de 8 a 12 anos, estimulando a curiosidade pelo funcionamento do cérebro. Ao final, o leitor é apresentado à neurocientista Eliane Volchan, da UFRJ, que trabalha com a neurobiologia das emoções. Há também Dicas para os Adultos, que facilitam a interação entre estes e os leitores-mirins para o entendimento do livro.