Penelitian Greengard berfokus pada peristiwa di dalam neuron yang disebabkan oleh neurotransmiter. Secara pesifik, Greengard dkk meneliti perilaku kaskade duta kedua yang mengubah masuknya neurotransmiter dalam pencerap ke dalam perubahan tetap dalam neuron. Dalam serangkaian eksperimen, Greengard dkk menunjukkan bahwa saat berinteraksi dalam sebuah reseptor membran sel dari sebuah neuron, dopamin menyebabkan bertambahnya AMP siklik dalam sel, yang pada gilirannya mengaktifkan protein kinase A, yang menghidupkan atau mematikan fungsi protein lain melalui reaksi fosforilasi. Protein yang diaktifkan fosforilasi itu mengubah DNA untuk membuat protein baru, memindahkan lebih banyak reseptor ke sinaps (menambah sensitivitas neuron), atau memindahkan saluran ion ke permukaan sel (menambah eksitabilitas sel).