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.
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.
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.
Pons, ön beyin, beyincik ve omurilik soğanı arasında yer alan bu yapı enine sinir tellerinden oluşur. Varoli köprüsü de denilen bu yapı beyinciğin iki yarım küresi arasındaki impuls iletimini sağlar. Boyutu ortalama 2,5 cm dir. Pons her iki serebral hemisferi birbirine bağlar. Bu yüzden Latince "köprü" anlamına gelen "Pons" ismini almıştır. Medulla oblongatanın üstünde, orta beynin altında ve beyinciğin önünde yer alır. Pons ön ve arka olarak iki bölümde incelenir; ön bölümde çoğunlukla lifler bulunur. Arka kısımda ise çekirdekler vardır. Beyaz cevheri beyinden beyincik ve medullaya bilgi gönderen yolları ve talamusa duyu sinyali taşıyan yolları içerir. Solunumla ilgili önemli bir merkez de yine buradadır. Vücuttaki aynı tür kasları, aynı anda farklı işler için kullanabilmemizi sağlar.
Nervus opticus, nervi craniales (encephalici) olarak bilinen 12 kafa çiftinin ikincisidir ve retinadan beyne görme bilgisini taşır. Diensefalonda yer alan bir divertikül olan embriyonik retinal gangliyon hücrelerinden köken aldığı için kesildikten sonra rejenere olamaz.
İnsan beyni, insan sinir sisteminin merkezi organıdır ve omurilikle birlikte merkezi sinir sistemini oluşturur.
Talamus, diensefalonun bir parçasıdır. Koku duyusu hariç, tüm sistemlerden gelen afferent (duyusal) sinyaller için bir kapı olarak kabul edilir. Ayrıca amaca yönelik bilinçli davranışlardan sorumludur. Vücuda gelen çeşitli uyaranlara bir çeşit filtre görevi yapar. Bu sayede konsantrasyon sağlanabilir.
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.
Tektum, mezensefalonun arka kısmına verilen isimdir. Görsel ve işitsel reflekslerden sorumludur. Embriyonik gelişim sırasında nöral tüpün alar plakasından oluşur.
Motor sistem merkezi sinir sisteminin hareketini oluşan bir parçasıdır. Piramidal ve ekstrapiramidal sistemlerden oluşur.
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.
Kırmızı çekirdek, rostral mezensefalon'da bulunan motor koordinasyon ile ilişkili bir yapıdır. Taze kesitlerinde görülen kırmızımsı renk, içindeki damarlardan ve nöronların çoğunun sitoplazmasında bulunan demir içeren pigmentlerden dolayıdır. Bu yapı mezensefalonun tegmentumunda substantia nigra ve aquaductus cerebri arasında lokalizedir. Formatio retikülarisin bir parçası olarak kabul edilir. Colliculus superior'un kaudal seviyelerinden diensefalonun kaudal seviyelerine kadar uzanan nucleus ruber'in rostralde yer alan pars parvocelularis ve kaudalde yer alan pars magnocelularis olmak üzere iki bölümü vardır. Kırmızı çekirdek ve substantia nigra ekstrapiramidal motor sistemin subkortikal merkezleridir.
Troklear sinir (nervus trochlearis), ekstrensek göz kaslarından süperior oblik kası innerve eden bir motor sinir. On iki kraniyal sinir'den dördüncüsüdür. (CV IV) Çekirdeği mezensefalon'dadır. Beyin sapı'nı iki simetrik lif halinde terk eder.
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.
Anterior serebral arter (ACA) ya da ön beyin atardamarı beynin frontal loblarının ve parietal lobunun ön üst orta kısmının ve her iki lobun dış korkelsinin orta hatta yakın bölümlerini besler. ACA Willis poligonunu oluşturan arterlerden biridir ve önde anterior komünikan arter ile her iki ACA bağlantı halindedir. ACA tıkanıklığına bağlı inme bu alanın beslediği alanlardaki fonklsiyonların kaybına bağlı tipik bulgular verir. Tıkanan ACA'nın karşı tarafında bacakta kuvetsizlik ve bilişsel fonksiyonlarda değişiklikler görünür.
Kortikobulbar yol, beyin korteksinde bulunan motor korteks ile beyin sapının medulla oblongata (bulbus) bölgesinin bir parçası olan medüller piramitleri birbirine bağlayan iki nöronlu beyaz cevher motor yoludur ve öncelikli olarak okülomotor olmayan kraniyal sinirlerin motor fonksiyonunu taşımakla ilgilidir. Kortikobulbar yol, kortikospinal yol ile beraber piramidal yolları oluşturur.
Putamen ön beynin (prosensefalon) tabanında bulunan yuvarlak bir yapıdır. Latincede putamen kabuk anlamına gelir. Putamen ve kaudat çekirdek birlikte dorsal striatumu oluşturur. Aynı zamanda bazal çekirdekleri oluşturan yapılardan biridir. Putamen, serebral korteksin birçok bölgesine ek olarak, çeşitli yollarla substantia nigra, globus pallidus, klostrum ve talamusa bağlanır. Putamenin birincil işlevi, hareketleri çeşitli aşamalarda düzenlemek ve çeşitli öğrenme tiplerini etkilemektir. İşlevlerini yerine getirmek için GABA, asetilkolin ve enkefalin kullanır. Putamen, Parkinson hastalığı gibi dejeneratif nörolojik bozukluklarda da rol oynar.
Substantia nigra (SN) ya da Kara madde, orta beyinde yer alan ve ödül ve harekette önemli rol oynayan bir nucleus yapısıdır. Substantia nigra Latince "siyah madde" anlamına gelir ve dopaminerjik nöronlardaki yüksek nöromelanin seviyeleri nedeniyle substantia nigra bölgesi komşu alanlardan daha koyu görünür. Substantia nigra'dan putamen'e uzanan bağlantılara nigrostriatal yolak adı verilir. Bu yolak Parkinson hastalığı'nda görülen hareket bozukluklarında önemli rol oynar. Ayrıca pars kompakta denilen bölümündeki dopaminerjik nöron kaybı da Parkinson hastalığına önder olur. Dopaminerjik yolaklar teşkil etmesi açısından önemli bir ruhsal ve bilişsel kontrol yapısıdır.
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.
