Bir bütün olarak sinir sistemi ayrılmaz bir fonksiyonel birimdir. Yapısını ve işlevini açıklayan üç adet sistem vardır:
- Merkezi sinir sistemi (CNS), beyin ve omurilik ile ilişkili tüm bağlantı noktaları,
- periferal sinir sistemi, beyin tabanında kök ve gövdenin dış alanlarda omurilik köklerinin ve sayıları 12 olan eşleştirilmiş kranyal sinirler, içine çalışan bitiş organları ile sinir liflerini içerir,
- sempatik ve parasempatik sinir sistemi, otonom sinir sistemi, irade ve bilince tabi olmayan ve esas olarak iç organların işlevlerini düzenler.
Sinir sisteminin iki temel işlevi vardır:
- Bilginin alınması ve işlenmesi,
- Kas aktivitesinin neden olduğu hareketleri tetiklemesi ve kontrol etmesi.
Sinir sistemi vücudun tüm bölgelerini birbirine bağlar. Görevlerini doğru zamanda, doğru sırayla ve doğru şekilde yerine getirerek tüm hücreleri etkileyebilir. Otomatik kararlarda da, örneğin yapılması gereken görevlerin önceliği ile ilgili kararlar otomatik olarak verilir.
Sinir sistemi sayesinde, insan vücudundaki çeşitli görev ve faaliyetler mantıklı bir şekilde koordine edilir ve bu sayede insanlar çevrelerine uyum sağlayabilirler ve yönlerini bulabilirler.
Sinir sisteminin temel yapı taşları sinir hücreleri ve nöronlardır. Bunlar boyutları, görünümleri ve dallanma türlerine göre birbirlerinden farklıdırlar. Sinir hücresi ahtapot gibi görünür. Nörit adı verilen çeşitli süreçlerin veya kolların ortaya çıktığı orta büyüklükte bir hücre gövdesine sahiptir. Bu uzantılardan veya kollardan biri ve en büyüğü akson, diğerleri dendritlerdir.
Akson bilgi uyarılarını hücreden iletir. Genel olarak, sayısı düzensiz olan dendritler, diğer sinir hücrelerinden gelen dürtüleri alır ve onları kontrol eden, işleyen ve gerekirse akson yoluyla ileten hücre gövdesine iletir. Bu sinir lifleri, yalıtımla çevrelenmiş elektrik kablolarıyla karşılaştırılabilen bir miyelin kılıfı ile yalıtım için çevrelenir veya kılıflanır.
Vücut içerisinde, sinir hücrelerinin süreçleri daha az bireysel olarak çalışır, ancak daha çok paraleldir, daha büyük lif birimlerine paketlenir ve böylece birkaç milimetre kalınlığında sinir yollarını oluştururlar. Daha büyük olan bu lifler ayrıca bir bağ dokusu kaplaması ile çevrilidir. Böyle bir sinir yolu, örneğin dış etkilerden dolayı koparsa, birçok nörit kesilir ve bu yollar üzerindeki bilgi akışı kesilir. Bu durum hasar gören yollara bağlı olan kasların bilgi alamaması nedeniyle felce yol açabilir.
Sinir hücreleri çok yüksek oranda organize olurlar ve yok olduklarında kendilerini yenilemezler. Öte yandan, nevritler, çok yavaş da olsa hücre gövdesine hala bağlı olan uçtan geriye doğru büyüyebilirler. Kesilen sinir kordonunun diğer ucuna tekrar doğru yolu bulmaları için, bugünün tıbbında sinir sütürleri olarak adlandırılan sinir dikişleri başarıyla yapılır. Bu yöntemle iki sinir ucu en iyi iplikler kullanılarak birbirine bağlanır.
Vücudun bazı bölgelerinde sinir hücreleri bir kümede yoğunlaşır. Bu kümelere ganglia denir.
Sinir sisteminin çalışma şekli, diğer sinir veya vücut hücrelerine impuls iletme ve bunları değiştirme veya koordine etme yeteneğine sahip olacak şekilde çalışır.
İki sinir hücresi arasındaki bağlantılara sinaps denir. Komşu sinir hücrelerinin iki sinapsı, sinaptik boşluk denilen bir yerde birbirinden ayrılır. Sinapsların görevi ve gerçekte ne oldukları bugüne kadar tam olarak araştırılmamıştır. Sinapslarda, sinir hücresi içindeki impulsların elektronik iletimi, sinaptik boşluğun üstesinden gelen ve daha sonra elektronik olarak komşu sinir hücresine geri iletilen kimyasal iletime dönüşür. Sinapsların işlevi, dürtüleri komutlara veya eylemlere dönüştüren bir dönüşümün işlevi ile karşılaştırılabilir. Bir sinir impulsu, elektrik akımının davranışı ile karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, impulsun sinir sistemindeki iletimi, örneğin iletken bir metal gibi, akımdan daha karmaşık ve farklı bir şekilde gerçekleşir. Bu nedenle sinir uyarıları çok daha yavaş yayılır. Bu hız 50 m / saniye ile 100 m / saniye arasındadır.
Bu durum, örneğin, trafikte tüm sürücüler tarafından iyi bilinen ani değişikliklere tepki süresine de yol açar.
Sinirler, işlevlerine göre motor ve duyu sinirleri olarak ikiye ayrılabilir. Duyusal sinirler her türlü duyusal izlenimi beyine iletir ve onları görme, duyma, tatma gibi hislere ve aynı zamanda acı ve sevinç gibi duygulara dönüştürür.
Motor sinirler, merkezi sinir sisteminden vücudun tüm çevresel bölgelerine ve esas olarak kaslara komutları veya bilgileri iletir.
Ara hücreler, duyusal ve motor sinirler arasında bir bağlantı görevi görür. Bunlar tüm gangliyonlarda ve özellikle beyinde bulunur ve birbirine bağlıdır ve duyusal ve motor sinirlerin elektriksel impulsları üzerinde engelleyici veya uyarıcı bir etkiye sahiptir.
İlişkilendirme hücreleri, sinir sisteminin duyusal sinirlerden ve çevreden iletilen impulsları seçme, yorumlama, çevirme yeteneğinden ve motor sinirleri için komutlara dönüştürülmesinden sorumludur. Bu muazzam aktivite insanın bilinçaltında gerçekleşir.
Sinir sistemi, ani bir uyarıya istemsiz olarak cevap verme temel yeteneğine sahiptir. Bu yeteneğe refleks denir. En basit durumda, bir uyaran, duyusal sinir yolunun uç dallarında bir dürtü bırakır. Bu dürtü, bir motor sinir hücresinin aksonundan hücre gövdesine geçirilir ve oradan dendritler yoluyla diğer sinir hücrelerine iletilir. Uygun bir sinapsta, dürtü bir veya daha fazla bağlantı hücresine atlar. Orada bir motor sinir hücresine atlayabilmesi için dönüştürülür. Aksonunda, başlangıç noktasına geri gönderilir ve bu durum kas kasılmasını veya hücre hareketini tetikler. Dürtü uyarandan reaksiyona giren organa doğru giden yola, refleks ark denir.