Yüksek organizmalar, değişen çevresel koşullara doğuştan gelen veya öğrenilmiş beceriler temelinde esnek bir şekilde tepki vermeleri durumunda hayatta kalabilirler. Bu tepkiler, yaygın olarak dallanmış sinir sistemi kullanılarak yapılır. İnsanlar arasında bir ayrım yapılır, merkezi sinir sistemi (merkezi sinir sistemi içindeki sinirlerden oluşan sistem veya CNS), beyin ve omurilik, periferik sinir sistemi sinirlerinden oluşur. Bu gövdenin beyinden vücudun parçaları için ve merkezi komutları nakil bilgileri artan ve otonom sinir sistemi iç organlara ve bezlere giden sinir yollarından oluşur. Merkezi sinir sistemi tüm yüksek bilişsel işlevlerden sorumludur. Buna konuşma ve anlama da dahildir.
Bilgi, çeşitli sinir hücresi tipleri yoluyla elektrokimyasal olarak taşınır. İlk olarak duyusal ve motor nöronlar arasında bir ayrım yapılır. Duyu nöronları, duyu organlarından beyne bilgi aktarır. Harici uyaranları elektrik sinyallerine dönüştürürler. Motor nöronlar beyinden kaslara elektrik sinyallerine büzülme veya gevşeme ile cevap veren bilgileri iletir. Taşıma omurilikteki sinir yolları yoluyla gerçekleşir.
Son olarak, nöronlar arasında elektrik sinyalleri ileten ve beyindeki birçok farklı sinyalin veya uyaranın birbiriyle ve daha önce orada saklanan deneyimlerle ilişkili olmasını sağlayan interneronlar vardır. Organizmanın bilgiyi kullanabilmesi ve spesifik uyaranlara ya da durumlara genel çıkarları açısından faydalı göreceği şekilde tepki verebilmesinin ön koşulu budur.
Bir nöron, beyindeki en küçük bilgi işlem birimidir. Nöronlar, özel görevi vücuttaki diğer hücrelere bilgi almak, işlemek ve / veya iletmek olan hücrelerdir. İletimde uzmanlaşmış hücrelerdir. Sinir sisteminin temel yapı taşlarıdır. Bir hücre gövdesi (soma), hücre çekirdeği, bir akson ve birkaç dendrit içerir.
Soma hücre çekirdeğini içerir. Bir akson, bu nörondan diğer nöronlara elektrik sinyalleri iletebilen nöronun bir uzantısıdır. Dendritler, hücre çekirdeklerinin diğer nöronlardan impuls aldığı dal benzeri yerleştirme noktalarıdır. Somadan büyürler ve sinapslardan (elektrik sinyalinin nörotransmitterler tarafından kimyasal olarak üretildiği iki sinir hücresi arasındaki boşluk) geçen ince plazmatik etkilerden oluşurlar. Diğer sinir hücreleriyle temas kurmak ve bunları almak, böylece soma içinde birleşir. Sinapslar bir nöronun dendritlerinin uçları ile diğer komşu nöronların aksonları arasında bulunur. Akson, tübüler, lifli bir sinir hücresi işlemidir (nörit), ancak çok az dallı olmayan veya somadan devam eder. Bir akson bir metre uzunluğa kadar olabilir ve uzun menzilli uyarım sağlar. Hücre zarından geçirilen spesifik iyonlar tarafından üretilen aksondan bir elektrik sinyali geçer. Tüm sinir hücreleri temel olarak bu yapıya sahiptir.
Sinir lifleri veya aksonlar miyelinle kaplıdır. Nöronlar arasında değiştirilen ince elektriksel uyarıların sinyal kaybı olmadan hedeflerine ulaşmasını sağlayan bir tür yalıtım katmanıdır. Her bir nöronun ağları üzerinden diğer nöronlarla 10.000’e kadar temas noktası vardır. Beyin oldukça karmaşık bir sinir ağı oluşturur.
Yukarıda belirtilmiş olan nörotransmitterlerin nörotransmisyon süreci basitleştirilmiş bir şekilde şu şekilde tarif edilebilir:
Bir nöronun çekirdeği, boş durumdaki çevresine göre negatif yüklüdür. Bununla birlikte, bir uyaran, yani bir elektriksel dürtü, nörona ulaşırsa, bu yük ilişkileri, yüzeyinde bir noktada kısa bir süre tersine döner. Bu akson boyunca yayılan sözde aksiyon potansiyeli yaratır. Bununla birlikte, aksonun ucunda, sinaptik yarık aksonu komşu nöronlardan ayırdığı için sinyalin elektriksel yayılımı durur. Orada, şimdi komşu nöronlara ulaşabilmek için sinaptik boşluğun üstesinden gelmek zorundadır. Bu, elektrik impulsunu kimyasal habercilerin serbest bırakılmasına dönüştürmek için nörotransmitterler kullanılarak yapılır, bu boşluğun üstesinden gelmek ve böylece sinyali komşu nöronlara iletmek. Komşu nöronda, sinyal daha sonra elektriksel olarak ve daha sonra aynı şekilde kimyasal olarak iletilir.
Bir nöron 50.000’e kadar başka nörona bağlanabilir. Beynin 100 trilyondan fazla bağlantı içerdiği tahmin edilmektedir. Beyinde yaklaşık 100 milyar nöron vardır. Nöronlar yaşam boyunca çoğalmazlar, ancak doğumdan itibaren tam olarak mevcutturlar. Ancak ölebilirler. Yaşam seyrinde değişen, nöronlar arasındaki bağlantıların sayısıdır (yani sinapsların sayısı).
Öğrenme, duyusal uyaranlarla moleküler düzeyde yüklü olan, bundan sonra belirli deneyimleri belirli uyaranlarla birleştirecek ve aynı uyaranlara aynı şekilde tepki verebilecek şekilde farklı sinir hücresi grupları arasında ağ oluşturmayı içerir. Nöronlar genellikle gliyal hücrelerle çevrilidir,
Nörotransmitterlerin beyindeki bilgileri saklaması ve etkinleştirmesi gerekir. Bunlara ek olarak, hormonlar bilgiyi depolamak ve etkinleştirmek için de çok önemlidir. Diğer şeylerin yanı sıra, bir şeye karşı tutumları ve öğrenme motivasyonunu etkilerler. Duygusal beyin olarak da adlandırılan limbik sistem, nörotransmitterlerin üretiminden ve dağıtımından sorumludur.