Omurilik, omurga denilen kemik bir yapının içinde boyundan kuyruk sokumuna kadar uzanan ve ortasında yine boydan boya bir kanal içeren merkezî sinir sisteminin bir parçasıdır.
Beyin , sinir sisteminin merkezi olarak hizmet eden bir organıdır. Bütün omurgalı hayvanlar ve çoğu omurgasız hayvan -bazı süngerler, knidliler, tulumlular ve derisi dikenliler gibi omurgasızlar hariç- beyne sahiptir. Baş kısmında; duyma, tatma, görme, denge, koklama gibi duyulara hizmet eden organlara yakın bir noktada bulunan beyin omurgalıların vücudundaki en karmaşık organdır. Normal bir insanda serebral korteksin 15-33 milyar nörondan müteşekkil olduğu tahmin edilmektedir. Her biri birkaç bin nöronla sinaps denen bağlantılar yardımıyla bağlıdır. Bu nöronlar birbirleriyle akson denen uzun protoplazmik lifler yardımıyla iletişim kurar. Aksonlar bilgiyi beynin diğer kısımlarına yahut vücudun spesifik alıcı hücrelerine taşır.
Sinir sistemi veya sinir ağı, canlıların içsel ve dışsal çevresini algılamasına yol açan, bilgi elde eden ve elde edilen bilgiyi işleyen, vücut içerisinde hücreler ağı sayesinde sinyallerin farklı bölgelere iletimini sağlayan, organların, kasların aktivitelerini düzenleyen bir organ sistemidir. Sinir sistemi iki bölümden oluşur: Merkezî sinir sistemi (MSS) ve çevresel sinir sistemi (ÇSS). MSS, beyin ve omurilikten oluşur. ÇSS, MSS'yi vücudun diğer tüm kısımları ile bağlayan uzun fiberlerden oluşur. ÇSS, motor nöronları, dolaylı istemli hareket, otonom sinir sistemi, sempatik sinir sistemi, parasempatik sinir sistemi, düzenli istemsiz işlevler ve enterik sinir sisteminden oluşur.
Boz madde, merkezî sinir sisteminin başlıca bileşenlerinden biridir. Büyük çoğunluğu sinir hücresi gövdelerinden, dendritlerden ve glia hücrelerinden meydana gelmektedir.
Sinir hücresi ya da nöron sinir sisteminin temel fonksiyonel birimidir. Başlıca işlevi bilgi transferini gerçekleştirmektir. İnsan sinir sisteminde yaklaşık olarak 100 milyar nöron olduğu tahmin edilmektedir. Normal bir sinir hücresi 50.000'den 250.000'e kadar başka nöronlarla bağlantılıdır. Yaptıkları özelleşmiş işlere bağlı olarak farklı şekillerde ve çeşitlerde olabilirler. Nöronların büyük çoğunluğu dört farklı yapıya sahiptir: Soma, dendritler, akson ve terminal butonlar. Soma bölgesinde çekirdek (nucleus) ve hücrenin yaşamsal işlevlerini sağlayan mekanizma bulunur. Dendiritler ise isimlerini Yunanca bir sözcük olan dendrondan almışlardır. Bu şekilde isimlendirilmelerinin sebebi şekillerinin bir ağaca benzemesidir. Dendiritler nöral iletişimin önemli alıcılarıdır. Bir nörondan diğerine geçen mesajlar, mesajı yollayan hücrenin terminal butonlarıyla mesajı alan hücrenin dendirit membranı ya da soma bölümü arasındaki birleşme yerleri olan sinapslar aracılığıyla iletilir/transfer edilir. Sinapslar işlevlerinden yola çıkılarak isimlerini Yunancada "bir araya gelmek" anlamındaki sunaptein sözcüğünden almışlardır. Sinapstaki iletişim terminal butondan öteki hücrenin membranına kadar olmak üzere tek yönlü bir şekilde gerçekleşir. Nöronun bir diğer bölümü olan akson, çoğu kez miyelin kılıfı ile kaplı uzun ve ince bir tüp şeklindedir. Aksonun temel işlevi bilgiyi hücre gövdesinden terminal butonlara taşımaktır. Aksonun taşıdığı bu temel mesaj aksiyon potansiyeli olarak adlandırılır. Aksiyon potansiyeli, kısa bir nabız atışına benzeyen elektriksel/kimyasal bir olaydır. Bütün aksonlardaki aksiyon potansiyeli her zaman aynı ölçüde ve hızdadır. Aksiyon potansiyeli aksonun dallarına ulaştığında bölünmesine rağmen ölçüsünü kaybetmez. Başka bir deyişle her akson dalı tam gücüyle bir aksiyon potansiyeli alır. Nöronlar aksonların ve dendiritlerin somadan çıkışlarına göre üçe ayrılır. Bunlardan multipolar nöron merkezi sinir sisteminde en çok bulunan bilindik nöron tipidir. Bu tip nöronlar sadece bir akson çıkışına sahipken çok sayıda dendirite sahiptir. Bipolar nöronlar bir akson ve bir dendirit ağacına sahiptir. Duyusal nöronlar genellikle bipolar nöronlardır. Bipolar nöronların dendiritleri duyusal verileri merkezi sinir sistemine iletirler. Diğer tip sinir hücreleri ise unipolar nöronlardır. Bu nöronların hücre gövdesinden çıkan ve kısa mesafede ayrılan tek bir sapı vardır. Unipolar nöronlar da bipolar nöronların yaptığı gibi duyusal verileri merkezi sinir sistemine taşımakla görevlidir. Terminal butonlar aksonların ince dallarının ucunda bulunan küçük yumrulardır. Terminal butonlar bir aksiyon potansiyeli onlara ulaştığında, nörotransmitter adı verilen kimyasalları salıverir. Nörotransmitterler alıcı hücreyi uyarır (excitation) veya engeller (inhibition). Bu şekilde diğer hücrenin aksonunda bir aksiyon potansiyeli oluşup oluşmayacağını belirler.
Somatik sinir sistemi (SSS), çevresel sinir sisteminin bir bölümüdür. Vücut hareketinin çizgili kas vasıtasıyla istemli kontrolünü sağlar. SSS, kas kasılmasını uyarmak için motor sinir lifinden oluşur. Bunlara iskelet kaslarına ve deriye bağlanan, duyusal olmayan sinir hücreleri de dahildir.
Beyinsapı, beynin alt kısmıdır ve yapısal olarak medulla spinalis olarak devam eder. Kafa sinirleri yolu ile yüz ve boynun motor ve duyusal inervasyonunu sağlar. Beyinsapı küçük olmakla birlikte, beyin ile vücudun geri kalan kısmı arasındaki bütün sinir bağlantısı buradan geçtiğinden hayati öneme sahip bir bölgedir. Buradan geçen yollar, kortikospinal yol (motor), arka kolon-medial lemniskus yolu ve spinotalamik yoldur. Beyinsapı, kalp ve solunum sisteminin çalışmasının düzenlenmesinde de önemli rol oynar. Merkezi sinir sistemini de düzenler ve bilincin oluşmasında ve uyku düzeninde anahtar görevi yapar.
Akson, bir sinir lifi olarak da bilinir, bir sinir hücresinin (nöronun) ince, uzun bir çıkıntısıdır. Sinir hücresinin gövdesindeki elektriksel uyarıları uzağa iletir. Aksonun işlevi bilgiyi farklı sinir hücrelerine, kaslara, bezlere iletmektir. Dokunmak ve sıcaklık algılama işlemlerini gerçekleştiren Pseudounipolar nöronlar gibi bazı duyu nöronlarında, elektriksel uyarılar, aksonun çeperinden hücrenin gövdesine doğru, oradan da aynı aksonun başka dalları vasıtasıyla omuriliğe gönderilir. Akson uyumsuzluğu, kalıtsal ve edinsel nörolojik hastalıklara neden olabilir. Bu hastalıklar hem merkezi hem de çevresel sinir sistemlerindeki nöronları etkileyebilir.
Sinir dokusu, sinir sisteminin ana bileşenidir - beyin, omurilik ve sinirler - vücut işlevlerinin ayarlar ve kontrol eder. Uyartıları (impuls) ileten sinir hücrelerinden (nöron) ve sinir uyartılarının yayılmasına yardımcı olan ve nöronlara besin taşıyan nöroglialardan oluşmuştur.
Aksonotmezis, sinir hücresindeki aksonların kesintiye uğramasıdır. Hasarın distal (uç) ve kısmen proksimal (yakınsal) kısmında Wallerian dejenerasyonu oluşur. Eğer aksonlar ve miyelin kılıflar hasar görür, fakat Schwann hücreleri, endonöryum, perinöryum ve epinöryum sağlam ise bu, aksonotmezis olarak adlandırılır. Aksonotmezis, nöropraksiden daha ağır bir sinir hasarı türüdür. Aksonotmezisde yakınsal kısım, büyüme konisinde bir filizlenme oluşarak onarılırken, uç kısımda aksonal dejenerasyon oluşur. Rejenerasyonlu sinir liflerinin büyüme oranı günde yaklaşık 1 mm ile 2 mm arasındadır. Bu yüzden sinyal iletimi yalnızca endonöryum içindeki düzgün büyümeye bağlı değil, aynı zamanda iletilecek mesafeye de bağlıdır.
Nörolojide motor nöron terimi merkezi sinir sisteminde (MSS) bulunan sinir hücrelerini (nöron) sınıflandırır ve kasları doğrudan veya dolaylı olarak kontrol eder. MSS'deki aksonlar bilgiyi diğer sinir hücrelerine iletir. Motor nöronlar, hareketi gerçekleştirmek için omurilikten kaslara sinyal iletirler.
Motor sistem merkezi sinir sisteminin hareketini oluşan bir parçasıdır. Piramidal ve ekstrapiramidal sistemlerden oluşur.
Gama motor nöronlar (γ-MN'ler), kas kasılmasını sağlayan bir tür alt motor nörondur ve kas liflerinin yaklaşık %30'unu oluşturur. γ-MN'ler, alfa motor nöron ve beta motor nöronlar gibi bir motor nörondur ve hücre gövdeleri, omuriliğin anterior (ön) boynuzunda bulunur. Aksonlar, ponsun bulboretiküler rahatlatma bölgesinde bulunur ve yalnızca 5 µm çapındadır. Miyelin kılıf oluştuğunda, saniyede 4-24 metre kasılma sağlar. Bu da miyelinsiz aksonlardan daha hızlıdır. Normal bir γ-MN aksonun kasılma hızı 4 ile 24 m/sn arasındadır. Bu hız alfa motor nöronun hızından daha düşüktür. Alfa motor nöronların aksine gama motor nöronlar, kasların doğrudan kasılması veya gevşemesi ile ilişkili değildir. Fakat kas millerini gergin tutmakta önemli rolleri vardır. Ayrıca bu nöronlar kas milinin duyarlılığını ayarlamakta rol oynar.
Beta motor nöronlar (β-MN'ler), alfa motor nöron ve gama motor nöronlar gibi bir tür alt motor nörondur. β-MN'ler, kas millerinin intrafusal kas liflerini sinirle donatır. Bu lifler yavaş seyirmeyi kontrol eden ekstrafusal kas liflerine yardım eder. Alfa ve gama motor nöronlarda olduğu gibi beta motor nöronun aksonları da miyelinlidir. β-MN'lerin hücre gövdeleri, omuriliğin anterior (ön) boynuzunda bulunur ve çizgili kasa doğru uzanır. β-MN'ler, alfa ve gama motor nöronlara göre daha büyüktür ve daha hızlı kasılırlar.
Alt motor nöron (AMN), 1. Alfa motordan itibaren başlayıp beyinsapı ve omuriliği kas liflerine bağlayan, üst motor nöronlardaki sinir uyartılarını kaslara ileten bir tür motor nörondur. Bir AMN'nin akson uçları bir motorda (kas) biter.
Üst motor nöronlar (ÜMN), serebral korteks veya beyinsapının motor bölgesinde meydana gelen bir tür motor nörondur ve motor bilgisini son ortak ağa taşır. Bunlar hedef kası doğrudan uyarmakla sorumlu değildir. Ana motor nöronlar istemli hareket sağlar, primer motor korteksin katman V içinde uzanır ve Betz hücreleri olarak adlandırılır. Bu sinir hücrelerinin hücre gövdeleri, beyindeki en büyük gövdelerden bazılarıdır ve yaklaşık 100 μm çapındadır.
Sinir, çevresel sinir sistemindeki kapalı, kablo benzeri sinir lifleri demetidir.
Getiren sinir lifleri, bir bölgeye gelen akson demetlerine denir. Sinir lifleri bölgeden çıkış yaptığında bu akson demetine götüren sinir demeti adı verilir. Bu terimler çevresel sinir sistemi (ÇSS) ve merkezi sinir sistemi (MSS) için kullanıldığında biraz farklı anlam taşırlar.
Nucleus ambiguus, beyin sapında retükler formasyonun içerisine yerleşen, büyük motor nöronlardan oluşan ve Jacob Clarke tarafından tanımlanmış bir çekirdektir. Nucleus ambiguusu yumuşak damağın düz kaslarını, farinksi, yutma ve konuşma esnasında kullanılan kasları kontrol edenler motor sinirlerin gövdeleri oluşturur. Kalbe giden parasempatik postglionik nöronların bağlantı kurduğu parasempatik pre-ganglionik sinirler de burada bulunur.
Sinir sistemlerinin evrimi, hayvanlarda sinir sistemlerinin ilk gelişimine kadar uzanır. Nöronlar, hareketli tek hücreli ve kolonyal ökaryotlarda bulunan aksiyon potansiyellerinin mekanizmasını uyarlayarak çok hücreli hayvanlarda özel elektrik sinyal hücreleri olarak geliştirildi. Karmaşık protozoalarda bulunanlar gibi birçok ilkel sistem, hareketlilik ve hayatta kalmak için gerekli diğer yönler için elektriksel olmayan sinyalleme kullanır. Veriler, mesajlaşma için kimyasal bir gradyan kullanan bu sistemlerin bugün bilinen elektrik sinyal hücrelerine dönüştüğünü gösteriyor.
