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.
Duyu epiteli ya da nöroepitel, örtü epiteli içine yerleşmiş bulunan duyu hücreleri ile, dış ortamdan gelen fiziksel, kimyasal ve mekanik uyarıları alıp, sinir uyarısı haline çevirebilen özelleşmiş bir epitel dokusudur.
İnsan vücudu bir insanın tüm yapısıdır. Birlikte dokular ve ardından organları ve sonra organ sistemlerini oluşturan birçok farklı hücre türünden oluşur. Bunlar insan vücudunun homeostazisini ve canlılığını sağlar.
Tat sistemi veya tat duyusu, tat (lezzet) algı’sından kısmen sorumlu olan duyu sistemi'dir. Tat, ağızdaki bir maddenin, çoğunlukla dil'de olmak üzere ağız boşluğu'ndaki tat tomurcuklarında bulunan tat reseptör hücreleriyle kimyasal olarak reaksiyona girmesiyle uyarılan algıdır. Koku alma ve trigeminal sinir stimülasyonu ile birlikte tat, gıda ve diğer maddelerin lezzetlerini belirler. İnsanlar tat tomurcuklarında ve dil ile epiglottis'in üst yüzeyi dahil olmak üzere diğer alanlarda tat reseptörlerine sahiptir. Tat alma korteksi, tat algısından sorumludur.
Biyolojide sinyal transdüksiyonu bir hücrenin bir cins sinyal veya uyarıyı başka birine dönüştürme sürecidir. Çoğu zaman bu, hücre içinde enzimlerin yürüttüğü biyokimyasal reaksiyonlarla gerçekleşir, bunlar birbirine ikincil habercilerle bağlanıp bir "ikincil haberci yolu" oluştururlar. Bu süreçler genelde hızlı olur, iyon akıları durumunda milisaniyeler mertebesinde, protein ve lipit aracılıklı kinaz çağlayanı (cascade) durumunda dakikalar mertebesinde sürer. Çoğu sinyal transdüksiyonu işleminde sinyal ilk uyarandan ileri doğru yayıldıkça bu olaylara katılan protein ve diğer moleküllerin sayısı da artar ve böylece küçük bir sinyal büyük bir tepki doğurabilir; buna "sinyal kaskadı" denir. Bakteri ve diğer tek hücreli organizmalarda, hücrenin sahip olduğu sinyal trasndüksiyon süreçleri onun çevresine nasıl tepki vereceğini belirler. Çok hücreli organizmalarda organizmanın bir bütün olarak çalışmasını sağlamak için bireysel hücrelerin davranışlarını koordine eden pek çok sinyal transdüksiyon süreci gerekmektedir. Tahmin edileceği üzere, bir organizma ne kadar karmaşıksa organizmanın sahip olduğu sinyal transdüksiyon süreçlerinin repertuvarı da o derece karmaşık olmak durumundadır. Dolasıyla hücresel seviyede hem iç hem de dış çevrenin duyumu sinyal transdüksiyonuna dayalıdır. Çoğu hastalık, örneğin diyabet, ateroskleroz, özbağışıklık (otoimmünite), kanser, sinyal transdüksiyon yollarındaki bozukluklardan kaynaklanır. Bu durum, sinyal transdüksiyonunun biyoloji kadar tıpta da olan önemini ortaya koyar.
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.
İnsan beyni, insan sinir sisteminin merkezi organıdır ve omurilikle birlikte merkezi sinir sistemini oluşturur.
Glutamat, glutamik asidin anyonudur ve sinirbilimde nörotransmitter olarak görev alır; bir sinir hücresinin başka hücrelere sinyal olarak gönderdiği kimyasallardan biridir. Omurgalı sinir sistemi içerisinde geniş farkla en fazla bulunan nörotransmitterdir. Omurgalı beyninde tüm uyarıcı fonksiyonlarda kullanılır, bu insan beynindeki sinaptik bağlantıların %90'ından fazlasına denk gelir. Bazı beyin bölgelerinde birincil nörotransmitterdir.
Duyu organı, stimülasyonlar (uyarılmalar) sonucu çevreden aldığı bilgileri elektrik impulslarına çeviren organ. Bilgiler, sinirler aracılığıyla beyne iletilirken filtrelenirler; diğer organlardan gelen bilgilerle ve önceden beyinde depolanmış olanlarla karşılaştırılırlar ve beyinde algıya dönüşürler. Duyu organları bilgileri reseptörler (alıcılar) vasıtasıyla toplarlar. En çok bilinen duyu organları, en basit haliyle, "5 duyu" olarak da adlandırılan; görme, koklama, işitme, tat alma ve dokunma işlevlerini yerine getiren göz, burun, kulak, dil ve deridir.
Umami ; tatlı, ekşi, bitter (acımtırak/buruk) ve tuzlu ile birlikte beş temel tattan biridir. Umami Japonca "hoşa giden tat" anlamına gelen "うま味" kelimesinden alıntıdır. Bu ifade Profesör Kikunae Ikeda tarafından umai (うまい) "lezzetli" ve mi (味) "tat" anlamına geldiği için özellikle seçilmiştir. 旨味 karakteri genel anlamda lezzetli yemekleri tanımlayan bir kanjidir. İnsan dili umami tadının kaynağı olan L glutamat alıcılarına sahiptir. Bu yüzden bilim insanları umaminin tuzdan ayrıldığını düşünürler.
Nörogliya, gliyal hücreler, yalnızca gliya ya da tutkal, merkezi ve çevresel sinir sisteminde yer alan hücrelerin çoğunluğunu oluşturan ve sinir hücresi olmayan hücreler. Miyelin üretimi ile beyin ve sinir sisteminin, otonom sinir sistemi gibi diğer bölümlerindeki sinir hücreleri için destek, koruma ve homeostaz sağlarlar.
Olfaktör reseptörler olfaktor reseptör nöronlarının hücre zarında bulunan ve koku moleküllerinin tespitinden sorumlu reseptörlerdir. Aktive olmuş koku reseptörleri sinir uyarılarının beyne iletilmesindeki sinyal iletimi kaskadını başlatılar. Bu reseptörler G protein-kenetli reseptörler (GPCRs) ailesinin bir üyesi olan rodopsin-benzeri reseptörler grubunda yer alırlar. Koku reseptörleri insanlarda 900'den fazla gen içeren bir multigen ailesi tarafından kodlanırlar.
G proteini kenetli reseptörler (GPCR) veya yedi transmembran parçalı yapıda olan reseptörler, geniş bir almaç ailesidir. Hücre dışı bileşikleri algılayarak hücre içi sinyal iletimi (transdüksiyon) yollarını etkinleştirirler. Hücre içinde G proteinlerine bağlanırlar. Hücre zarından kıvrılarak yedi kez geçtiklerinden "yedi transmembran parçalı" (7TM) adlandırmasına da sahiptirler.
Sinir, çevresel sinir sistemindeki kapalı, kablo benzeri sinir lifleri demetidir.
İnsan beyin sapında, (SN) (soliter çekirdek, soliter nükleus, nucleus tractus solitarius) medulla oblongata içine gömülmüş gri madde sütunu oluşturan, tamamen duyusal nöronlardan oluşan bir çekirdektir (sinir hücresi gövdeleri kümeleri). SN'un merkezi boyunca, SN'u innerve eden fasial, glossoparingeal ve vagus sinir liflerine ait olan beyaz bir sinir lifi demeti bulunur. SN, diğer bölgelerin yanı sıra, retiküler formasyon, parasempatik preganglionik nöronlar, hipotalamus ve talamusaotonomik dengenin sağlanmasıyla ilgili bağlantılar gönderir. SN uzunluğu boyunca hücreler kabaca işleve göre düzenlenmiştir; örneğin, tada dahil olan hücreler rostrum (kafaya yakın) kısmında bulunurken, kardiyo-solunum ve gastrointestinal süreçlerden bilgi alan hücreler kaudal (kutuda yakın) kısımda bulunur.
Biyolojide, hücre sinyalizasyonu veya hücre iletişimi, hücrelerin çevresi ve kendisi arasında sinyalleri alma, işleme ve iletme yeteneğidir. Bakteriler, bitkiler ve hayvanlar gibi her canlı organizmadaki tüm hücrelerin temel bir özelliğidir. Bir hücrenin dışından kaynaklanan sinyaller mekanik basınç, voltaj, sıcaklık, ışık veya kimyasal sinyaller gibi fiziksel ajanlar olabilir. Kimyasal sinyaller hidrofobik veya hidrofilik olabilir. Hücre sinyalleri kısa veya uzun mesafelerde meydana gelebilir ve sonuç olarak otokrin, jukstakrin, intrakrin, parakrin veya endokrin olarak sınıflandırılabilir. Sinyal molekülleri çeşitli biyosentetik yollardan sentezlenebilir ve pasif veya aktif taşıma yoluyla ve hatta hücre hasarından sonra salınabilirler.
Koku, aroma, koku veya tat olarak da bilinen aroma bileşiği, koku veya kokuya sahip kimyasal bir bileşiktir. Tek bir kimyasal veya kimyasal bileşikler sınıfının bir koku vermesi için, burnun üst kısmındaki hava yoluyla koku alma sistemine geçiş için yeterince uçucu olması gerekir. Çeşitli kokulu meyveler çeşitli aroma bileşiklerine özellikle çekici aromalara sahip olacak şekilde ticari olarak yetiştirilen ve birkaç yüz aroma bileşiği içeren çilekler bunlara örnektir.
Mekanoseptör da denilen mekanoreseptör, mekanik basınç veya bozulmaya yanıt veren duyusal reseptör'dür. Mekanoreseptörler, mekanik basıncı, hayvanlarda merkezi sinir sistemine gönderilen elektrik sinyallerine dönüştüren duyu nöronları tarafından sinir sistemine bağlanır.
Kuantum biyolojisi, kuantum mekaniğinin ve teorik kimyanın biyolojik nesnelere ve problemlere uygulamalarının incelenmesidir. Birçok biyolojik süreç, enerjinin kimyasal dönüşümler için kullanılabilen biçimlere dönüştürülmesini içerir ve doğası gereği kuantum mekaniktir. Bu tür süreçler, kimyasal reaksiyonları, ışık emilimini, uyarılmış elektronik durumların oluşumunu, uyarma enerjisinin aktarımını ve fotosentezi, koku almayı ve hücresel solunum gibi kimyasal süreçlerde elektron ve protonların aktarımını içerir.
Fizyolojide uyaran, bir organizmanın iç veya dış çevresinin fiziksel veya kimyasal yapısında tespit edilebilir bir değişikliktir. Bir organizmanın veya organın uygun bir tepki verebilmesi için dış uyaranları tespit etme yeteneğine duyarlılık (uyarılabilirlik) denir. Duyusal reseptörler, deride bulunan dokunma reseptörleri veya gözdeki ışık reseptörlerinde olduğu gibi vücudun dışından ve kemoreseptörler ve mekanoreseptörlerde olduğu gibi vücudun içinden bilgi alabilir. Bir uyaran bir duyusal reseptör tarafından algılandığında, uyaran transdüksiyonu yoluyla bir refleks ortaya çıkarabilir. Bir iç uyaran genellikle homeostatik kontrol sisteminin ilk bileşenidir. Dış uyaranlar, savaş ya da kaç yanıtında olduğu gibi vücutta sistemik yanıtlar üretebilir. Bir uyaranın yüksek olasılıkla algılanabilmesi için güç seviyesinin mutlak eşiği aşması gerekir; eğer bir sinyal eşiğe ulaşırsa, bilgi merkezi sinir sistemine (MSS) iletilir, burada entegre edilir ve nasıl tepki verileceğine dair bir karar verilir. Uyaranlar genellikle vücudun tepki vermesine neden olsa da, bir sinyalin bir tepkiye neden olup olmayacağını nihai olarak belirleyen MSS'dir.
