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.
Nöronlar arasında veya bir nöron ile başka tür bir hücre arasında iletişimi sağlayan kimyasallara nörotransmitter veya nörotransmiter denir. Sinir sistemi boyunca sinirsel sinyaller bu kimyasal taşıyıcılar yardımıyla iletilir.
Retina (latince:rete) ya da ağkatman çoğu omurgalı ve bazı yumuşakçaların gözünün en içindeki görmeyi sağlayan ışığa ve renge duyarlı hücrelerin bulunduğu göz doku tabakasıdır. Gözün optiği, retinadaki görsel dünyanın odaklanmış iki boyutlu bir görüntü oluşturur ve bu görüntüyü beyne elektriksel sinir uyarılarına çevirerek görsel algı oluşturur. Retina, bir kameradaki film veya görüntü sensörü 'ne benzer bir iş yapar.
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.
Nöroanatomi, insan beyninde işlevlerin yerini bulmaya çalışan tıp dalıdır. Görüntüleme ve deneysel araştırmalar beynin değişik nörolojik ve bilişsel etkiler yaratmasına neden olan bölgelerin ortaya çıkmasına yardımcı olur. Beyin yapısında, beyin işlevini değiştiren patolojik değişikliklerin ve lezyonların etkisinin incelenmesi işlevsel nöroanatomik bilgiyi ileriye götürmektedir.
Omurilik soğanı veya medulla oblongata, ya da basitçe medulla beyin sapının ayrılmaz bir parçasıdır. Beyin sapının alt segmenti olarak konumlanmış olup, beyinciğin önünde ve biraz altında yer alır. Koni şeklindeki bu nöron kümesi, çeşitli otonom (istemsiz) bedensel işlevler için çok önemlidir. Bunlar kusma, hapşırma ve daha fazlası gibi refleks eylemleri içerir.
Sinaps, nöronların diğer nöronlara ya da kas veya salgı bezleri gibi nöron olmayan hücrelere mesaj iletmesine olanak tanıyan özelleşmiş bağlantı noktaları. Bir motor nöron ile kas hücresi arasındaki kimyasal sinaps, aynı zamanda neuromuscular junction nöromusküler bağlantı olarak adlandırılır.
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.
Nörobilim, sinir sistemini inceleyen disiplinlerarası bir bilim dalıdır. Nöronların ve nöral devrelerin temel özelliklerini anlamayı hedefleyen bu bilim dalı, bu amaçla fizyoloji, anatomi, moleküler biyoloji, gelişim biyolojisi, sitoloji, matematiksel modelleme ve psikolojiyi birleştirir. Öğrenme, bellek, davranış, algı ve bilincin biyolojik temelinin anlaşılması Eric Kandel tarafından biyolojik bilimlerin "nihai zorluğu" olarak tanımlanmıştır.
Orta beyin ya da mesencephalon, merkezi sinir sisteminin; görme, işitme, motor kontrol, uyku/uyanma, uyarılm) ve sıcaklık regülasyonu ile ilgili bir parçasıdır.
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.
Akson uçları , bir aksonun dallarındaki distal uçlardır. Akson sinir lifi, sinir hücresinin (nöron) ince uzun bir çıkıntısıdır. Bu lif, aksiyon potansiyel olarak adlandırılan elektriksel uyartıları, sinir hücresinin gövdesinden (soma), diğer sinir hücrelerine iletir.
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.
BDNF geninden sentezlenen ve nörotrofin ailesinden bir büyüme faktörü olan beyin türevli nörotrofik faktör bir salgı proteini olup beyinde ve periferde bulunmaktadır. Nöron gelişiminde, canlılığında ve işlevlerinin sürdürülmesinde önemli rol oynamaktadır.
Sinir, çevresel sinir sistemindeki kapalı, kablo benzeri sinir lifleri demetidir.
Olfaktör bulbus omurgalı ön beyninde koku almada görevli sinir yapısıdır. Koku bilgilerini işlenmek üzere duygu, hafıza ve öğrenmede rol oynayan amigdala, orbitofrontal korteks (OFC) ve hipokampusa gönderir. Bulbus ana koku alma bulbusu ve yardımcı koku alma bulbusu olmak üzere iki ayrı yapıya bölünmüştür.
Olfaktör sinir kraniyel sinirlerden birincisi olarak kabul edilen sinir. Özel visseral afferent bir duyu olan koku duyusunu burundan alıp koku korteksine (rhinencephalon) taşır.
Salivatuar çekirdekler 2 ayrı çekirdekten oluşur. Bunlar superior salivatuar çekirdek ve inferior salivatuar çekirdektir Salivatuar çekirdeklerin görevi tükürük bezlerini uyarmaktır. Beyin sapında tegmentum içerisinde yer alır.
Glossofaringeal sinir 9. kranial sinirdir. Afferent duyu ve efferent motor nöronlar içeren karma bir sinirdir. üst medulla oblangatadan, vagus sinirinin hemen önünden çıkar. Glossofaringeal sinirin motor dalları embriyonik dönemdeki medulla oblangatanın tabanından, duyu dalları ise kranial nöral katlantıdan köken alır.
