สมองมีหน้าที่อะไร?
สมอง
สมองมีหน้าที่ควบคุมและสั่งการการเคลื่อนไหว, พฤติกรรม และภาวะธำรงดุล (homeostasis) เช่น การเต้นของหัวใจ, ความดันโลหิต, สมดุลของเหลวในร่างกาย และอุณหภูมิ เป็นต้น หน้าที่ของสมองยังมีเกี่ยวข้องกับการรู้ (cognition) อารมณ์ ความจำ การเรียนรู้การเคลื่อนไหว (motor learning) และความสามารถอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับการเรียนรู้
เปลือกสมอง
สมองกลีบหน้า มีบทบาทในการวางแผนพฤติกรรมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหว และในความคิดทางนามธรรม ในอดีต ได้มีทฤษฎีว่า สมรรถภาพเกี่ยวกับภาษานั้นอยู่ในสมองซีกซ้าย กล่าวโดยเฉพาะคือ ในเขตบร็อดแมนน์ 44/45 หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เขตโบรคา ในด้านการแสดงออก (เช่นคำพูดและการเขียน), และในเขตบร็อดแมนน์ 22 หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า เขตเวอร์นิก ในด้านการรับรู้ (เช่นการฟังและการอ่าน) แต่ปรากฏว่า สมรรถภาพเกี่ยวกับภาษากลับไม่จำกัดอยู่ในเพียงแค่เขตเหล่านั้นเท่านั้น งานวิจัยเร็ว ๆ นี้เสนอว่า กระบวนการแสดงออกและการรับรู้ของภาษา เกิดขึ้นในเขตอื่นนอกเหนือจากเขตรอบร่องด้านข้างเหล่านั้น เช่น ในคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า ปมประสาทฐาน ซีรีเบลลัม พอนส์ นิวเคลียสมีหาง (caudate nucleus) และเขตอื่น ๆ ความปรารถนาหรือความเชื่อที่อยู่เหนือเหตุผล
ในช่วงเวลาที่ทดสอบความคิดตามความปรารถนา มีการทำงานที่ต่างกันในสมอง 3 เขต คือ คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้าส่วนหลังด้านใน (dorsal medial prefrontal cortex) สมองกลีบข้าง และ fusiform gyrus ในสมองกลีบท้ายทอย การทำงานที่แตกต่างกันในสมองกลีบท้ายทอยและสมองกลีบข้าง บอกเป็นนัยว่า มีความใส่ใจแบบคัดเลือกโดยเฉพาะอย่างหนึ่งที่ให้กับสิ่งที่รับรู้ ซึ่งเป็นหลักฐานว่า มีการประมวลผลทางประชานในระดับต่ำ หรือว่ามีความเอนเอียงโดยการใส่ใจ (attention bias)[12] รอยนูนแองกูลาร์
รอยนูนแองกูลาร์ (English: angular gyrus) เป็นเขตสมองในสมองกลีบข้าง ซึ่งอยู่ใกล้ด้านบนของสมองกลีบขมับ และอยู่ข้างหลังต่อจาก Supramarginal gyrus เป็นเขตสมองที่มีบทบาทในการประมวลผลเกี่ยวกับภาษา การประมวลผลเกี่ยวกับตัวเลข การรู้จำปริภูมิ (spatial cognition) การค้นคืนความจำ ความใส่ใจ และการรู้ใจตนและผู้อื่น (Theory of mind[1]) เขตนี้เป็นเขตเดียวกันกับเขตบร็อดแมนน์ 39 ในสมองมนุษย์ ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
การออกกำลังกายมีผลมากต่อโครงสร้าง หน้าที่การทำงาน และการรู้คิดของสมอง[1][2][3][4] งานวิจัยในมนุษย์จำนวนมากแสดงว่า การออกกำลังกายแบบแอโรบิก (จากเบาถึงหนักที่ใช้กระบวนการสร้างพลังงานโดยออกซิเจน) โดยอย่างน้อย 30 นาทีทุกวันปรับปรุงการทำงานของสมอง โดยปรับหน้าที่การรู้คิด (cognitive function) การแสดงออกของยีน และสภาพพลาสติกทางประสาท (neuroplasticity) และพฤติกรรมที่มีผลดี ผลที่ได้ในระยะยาวรวมทั้งการเกิดเซลล์ประสาท (neurogenesis) ที่เพิ่มขึ้น, การทำงานทางประสาทที่ดีขึ้น (เช่นในการส่งสัญญาณแบบ c-Fos และ BDNF), การรับมือกับความเครียดที่ดีขึ้น, การควบคุมพฤติกรรมที่ดีขึ้น, ความจำชัดแจ้ง (declarative) ความจำปริภูมิ (spatial) ความจำใช้งาน (working) ที่ดีขึ้น, และการปรับปรุงทางโครงสร้างและหน้าที่ของโครงสร้างสมองและวิถีประสาทที่สัมพันธ์กับการควบคุมการรู้คิดและความจำ[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] ผลการออกกำลังกายต่อความรู้คิดอาจช่วยการเรียนหนังสือในนักเรียนนักศึกษา เพิ่มผลิตผลการทำงาน ช่วยรักษาการทำงานของสมองในคนแก่ ป้องกันหรือบำบัดความผิดปกติทางประสาทแบบต่าง ๆ และปรับปรุงคุณภาพชีวิตโดยทั่วไป[1][11][12] การรับรู้รส
นอกจากการรู้รสแต่ละอย่างจะมีเซลล์รับรสโดยเฉพาะ ๆ ที่ตุ่มรับรสแล้ว ส่วนสมองที่ทำงานเป็นตัวแทนการรู้รสแต่ละอย่าง ๆ ก็ดูจะแยกเป็นส่วน ๆ ด้วย ดังที่พบใน insular cortex คือในมนุษย์ปกติ เมื่อรู้รสหนึ่ง ๆ คอร์เทกซ์ส่วนรู้รสบริเวณโดยเฉพาะ ๆ จะทำงาน เป็นการเข้ารหัสข้อมูลรสทางประสาทที่เรียกได้ว่า labeled line code[20][8] ประสาทวิทยาศาสตร์
การศึกษาทางชีววิทยาของสมองของมนุษย์มีเนื้อหาเกี่ยวโยงกันของสาขาวิชาต่าง ๆ ในหลายระดับ มีตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงระดับเซลล์ (นิวรอน) ซึ่งมีทั้งระดับการทำงานของกลุ่มของนิวรอนจำนวนน้อย เช่น ในคอลัมน์ของสมองส่วนคอร์เทกซ์ (cortical columns) ไปจนถึงระดับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสมองที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับระบบประสาทการมองเห็น และไปจนถึงระดับการทำงานของระบบขนาดใหญ่ เช่น การทำงานของสมองส่วนซีรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือ ซีรีเบลลัม และการทำงานของสมองทั้งหมด Anterior cingulate cortex
ภาษาอังกฤษว่า anterior cingulate cortex (ตัวย่อ ACC) หมายถึงส่วนหน้าของเปลือกสมองส่วน cingulate cortex ซึ่งมีรูปคล้ายกับ "คอเสื้อ" ที่ล้อมส่วนหน้าของใยประสาทเชื่อมซีกสมองที่เรียกว่า corpus callosum ประกอบด้วยบริเวณบรอดมันน์ 24, 32, และ 33 ทำหน้าที่ต่าง ๆ มากมายเป็นส่วนของระบบประสาทอิสระ (autonomic nervous system) รวมทั้งควบคุมความดันเลือดและอัตราหัวใจเต้น เป็นต้น และยังทำหน้าที่ทางประชานเกี่ยวกับเหตุผลต่าง ๆ เช่น reward anticipation (ผ่านกระบวนการ classical conditioning) การตัดสินใจ การเห็นใจผู้อื่น การควบคุมความอยาก (impulse control)[1] และการควบคุมอารมณ์ความรู้สึก[2][3] เปลือกสมองส่วนการเห็น
ถึงแม้ว่า แนวคิดนี้ยังเป็นที่ถกเถียงกันในกลุ่มนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสายตาและนักจิตวิทยา แต่ว่า การแบ่งออกซึ่งหน้าที่ระหว่างสายตาเพื่อการรับรู้อารมณ์ (vision-for-perception) และสายตาเพื่อการกระทำ (vision-for-action) เป็นการนำเสนอที่ได้รับการสนับสนุนจากผลงานวิจัยในประสาทจิตวิทยา (neuropsychology) ประสาทสรีรวิทยา (neurophysiology) และประสาททัศนะ (neuroimaging) หลักฐานเป็นที่ถกเถียงกันมากที่สุดบางอย่างมาจากงานวิจัยการเคลื่อนไหวที่ใช้สายตาของสัตว์ทดลองปกติ เสือ
สมองคืออวัยวะส่วนที่สำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของสัตว์มีชีวิตทุกประเภท เพราะสมองคือศูนย์รวบรวมของระบบประสาทต่าง ๆ เช่นการสัมผัส การรับรู้ การเคลื่อนไหวหรือการสั่งการ ทุกอย่างจะต้องผ่านสมองแทบทั้งสิ้น ซึ่งสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ประกอบไปด้วยส่วนต่าง ๆ จำนวนมาก บริเวณสมองชั้นนอกหรือที่เรียกว่า คอร์เทกซ์ " (Cortex) " จะทำหน้าที่ประมวลข้อมูลต่าง ๆ จากระบบประสาทโดยทำการแบ่งแยกพื้นที่สำหรับแต่ละระบบออกเป็นส่วน ๆ เช่นพื้นที่บริเวณสมองชั้นนอกจะทำหน้าที่จัดการกับระบบประสาทการเคลื่อนไหว เปลือกสมองส่วนการเห็น
ทางสัญญาณด้านล่างเป็นระบบสำคัญในการรับรู้อารมณ์ทางตา ทางสัญญาณด้านหลังสื่อการควบคุมการเคลื่อนไหวที่อาศัยตา (visual control) ในกิจกรรมที่อาศัยทักษะ[5] ไขสันหลัง
ไขสันหลัง ()คืออวัยวะที่มีลักษณะเป็นท่อยาวผอม ซึ่งมีเนื้อเยื่อประสาทเป็นส่วนประกอบสำคัญ อันได้แก่ เซลล์ประสาท (neuron) และ เซลล์เกลีย (glia) หรือเซลล์ที่ช่วยค้ำจุนเซลล์ประสาท ซึ่งไขสันหลังจะเป็นส่วนที่ยาวต่อลงมาจากสมอง (brain) สมองและไขสันหลังจะรวมกันเป็นระบบประสาทกลาง (central nervous system) ซึ่งบรรจุภายในและถูกปกป้องโดยกระดูกสันหลัง (vertebral column) หน้าที่หลักของไขสันหลังคือการถ่ายทอดกระแสประสาท (neural signals) ระหว่างสมองและส่วนต่างๆของร่างกาย ทั้งนี้เพียงตัวไขสันหลังเอง ยังสามารถควบคุมการเกิดรีเฟล็กซ์ (reflex) เช่นการยกขาทันทีเมื่อเผลอเหยียบตะปู และศูนย์สร้างรูปแบบการเคลื่อนไหวกลาง (central pattern generator)  Anterior cingulate cortex
งานศึกษาหลายงานแสดง ACC ว่ามีหน้าที่ต่าง ๆ เช่น การตรวจจับความผิดพลาด (error detection), การคาดหมายงาน (task anticipation), การใส่ใจ[10] แรงจูงใจ (motivation) และการควบคุมปฏิกิริยาทางอารมณ์[4][5][11] การสร้างภาพประสาท
การสร้างภาพประสาท หรือ การสร้างภาพสมอง (English: Neuroimaging, brain imaging) เป็นการใช้เทคนิคต่าง ๆ เพื่อสร้างภาพทั้งโดยตรงหรือโดยอ้อมของโครงสร้าง หน้าที่ หรือการทำงานทางเภสัชวิทยา ของระบบประสาท เป็นศาสตร์ใหม่ที่ใช้ในการแพทย์ ประสาทวิทยา และจิตวิทยา[1] แพทย์ที่ชำนาญเฉพาะในการสร้างและตีความภาพสมองในสถานพยาบาลเรียกตามภาษาอังกฤษว่า neuroradiologist (ประสาทรังสีแพทย์) การสร้างภาพวิธีต่าง ๆ ตกอยู่ในหมวดกว้าง ๆ 2 หมวดคือ ภาวะสมองตาย
แต่เดิมทั้งทางนิติศาสตร์และทางแพทยศาสตร์หมายเอาการตายของบุคคลว่าได้แก่การสิ้นสุดลงของการทำงานของอวัยวะสำคัญบางส่วน โดยเฉพาะการหายใจและการเต้นของหัวใจ ต่อเมื่อโลกทางแพทยศาสตร์พัฒนาตามลำดับ ความสามารถในการกู้ชีพ (resuscitation) บุคคลซึ่งหัวใจหยุดทำงานแล้ว ไม่หายใจแล้ว หรือไร้ซึ่งสัญญาณว่ามีชีวิตอยู่ก็พัฒนาไปด้วย จึงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงบทนิยามของการตายเสียใหม่เพื่อให้สอดคล้องกับสถานการณ์ที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งความจำเป็นเช่นว่านี้เกิดต้องกระทำรีบด่วนขึ้นเมื่ออุปกรณ์การพยุงชีวิต เช่น การปลูกถ่ายอวัยวะ (organ transplantation) ได้แพร่หลายยิ่งขึ้น อันเป็นผลให้อวัยวะของมนุษย์หลายชิ้นทำงานต่อไปได้อีก สมอง
เป็นสมองที่ต่อจากสมองส่วนหน้า เป็นสถานีรับส่งประสาท ระหว่างสมองส่วนหน้ากับส่วนท้ายและส่วนหน้ากับนัยน์ตาทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของลูกตาและม่านตาจะเจริญดีในสัตว์พวกปลา กบ ฯลฯ ในมนุษย์สมองส่วน obtic lobe นี้จะเจริญไปเป็น Corpora quadrigermia ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยิน มนุษย์
สมองของมนุษย์ อันเป็นจุดรวมระบบประสาทส่วนกลางในมนุษย์ ควบคุมระบบประสาทส่วนนอก นอกเหนือไปจากควบคุมกิจกรรมนอกอำนาจจิตใจที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติเป็นหลัก เช่น การหายใจและการย่อยอาหารแล้ว ยังเป็นที่คั้งของคำสั่งที่ "สูงกว่า" เช่น ความคิด การให้เหตุผลและภาวะนามธรรม[103] ขบวนการที่เกี่ยวกับการคิดนี้ซึ่งประกอบด้วยจิตและพฤติกรรม มีการศึกษาในสาขาจิตวิทยา รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
ในงานวิจัยของเด็นนีส์และคณะ มีการใช้การสร้างภาพสมองโดย fMRI เพื่อเปรียบเทียบการแปลผลของรูปร่างที่เห็นทางตาระหว่างของมนุษย์และของลิงแม็กแคก
สิ่งที่ได้ค้นพบอย่างหนึ่งในงานวิจัยก็คือว่า มีเขตที่ทำงานคาบเกี่ยวกันระหว่างการแปลผลของรูปร่างและการเคลื่อนไหวในสมอง
แต่ว่าความคาบเกี่ยวกันมีมากกว่าในมนุษย์ (คือต้องมีการทำงานประสานกันมากกว่าระหว่างทางสัญญาณด้านล่างและทางสัญญาณด้านหลัง) 
ซึ่งบอกเป็นนัยว่า สมองมนุษย์มีวิวัฒนาการในระดับที่สูงกว่าเพื่อทำการแปลผลเพื่อที่จะใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ เซลล์ประสาท
โดยประวัติแล้ว เชื่อว่า นิวรอนเป็นชิ้นส่วนที่ไม่ซับซ้อนและสมรรถภาพในการคำนวณของสมองมาจากการมีนิวรอนเป็นจำนวนมาก และจริง ๆ แล้ว งานศึกษาในเรื่องปัญญาประดิษฐ์ได้ดำเนินไปตามแนวทางนี้ แต่ปัจจุบันนี้ชัดเจนแล้วว่า นิวรอนเดี่ยว ๆ สามารถทำการคำนวณที่ซับซ้อน[39] รอยนูนรูปกระสวย
ยังมีข้อที่ต้องถกเถียงกันในเรื่องกิจหน้าที่ของสมองเขตนี้ แต่ว่า กิจเหล่านี้โดยมากมีความเห็นพ้องต้องกัน คือ กะโหลกศีรษะ
กระดูกของกะโหลกศีรษะสามารถแบ่งออกได้เป็นสองกลุ่มใหญ่ๆ ได้แก่ กระดูกหุ้มสมอง (Neurocranium) ทำหน้าที่ป้องกันสมองที่อยู่ภายในโพรงกะโหลก (cranial cavity) ซึ่งมีด้วยกัน 8 ชิ้น[1] และสแปลงคโนเครเนียม (Splanchnocranium) ทำหน้าที่ค้ำจุนบริเวณใบหน้า รวมแล้วมีจำนวน 14 ชิ้น[3][4] นอกจากนี้ ภายในกระดูกขมับ (temporal bone) ยังมีกระดูกหูอีก 6 ชิ้น ซึ่งหน้าที่เกี่ยวกับการขยายความสั่นสะเทือนของเสียงจากเยื่อแก้วหูไปยังท่อรูปก้นหอย (cochlear) และกระดูกไฮออยด์ (hyoid bone) ทำหน้าที่ค้ำจุนลิ้นและกล่องเสียงซึ่งปกติแล้วไม่นับเป็นส่วนหนึ่งของกะโหลกศีรษะ วิวัฒนาการของตา
ดังนั้นโดยนัย ยีนสำหรับโครงสร้างระดับสูงเช่นนี้ จึงต้องเก่าแก่กว่าโครงสร้างที่พวกมันควบคุมดังที่เห็นในปัจจุบัน พวกมันดั้งเดิมจึงต้องมีหน้าที่ต่างกัน ก่อนจะนำมาใช้เพื่อบทบาทใหม่ในพัฒนาการของตา[13] อวัยวะรับความรู้สึกน่าจะวิวัฒนาการเกิดก่อนสมอง เพราะอวัยวะประมวลข้อมูล (คือสมอง) ย่อมไม่จำเป็นก่อนมีข้อมูลสำหรับแปลผล[19] กะโหลกศีรษะมนุษย์
ด้านในของกะโหลกศีรษะส่วนที่หุ้มสมองยังมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มรอบโครงสร้างของระบบประสาทกลาง เรียกว่า เยื่อหุ้มสมอง (meninges) ซึ่งมีอยู่ 3 ชั้นเรียงจากชั้นนอกสุดเข้าไปยังชั้นในสุดได้แก่ เยื่อดูรา (dura mater) , เยื่ออะแร็กนอยด์ (arachnoid mater) , และเยื่อเพีย (pia mater) เยื่อหุ้มสมองมีหน้าที่สำคัญในการปกป้องและหน้าที่ทางสรีรวิทยาอื่นๆ อีกมากมาย Split-brain
ถ้าสมองเขตหนึ่งเกิดความเสียหายหรือถูกทำลายไปหมดสิ้น
สมองเขตข้าง ๆ บางครั้งจะทำหน้าที่แทนสมองเขตที่เสียหาย
ในคนไข้ที่ผ่านการผ่าตัดแบบ corpus callosotomy จะเป็นแบบบางส่วนหรือทั้งหมดก็ดี ไม่ปรากฏสภาพพลาสติกโดยกิจอย่างที่กล่าวนี้ 
แต่ว่า จะพบสภาพพลาสติกอย่างนี้ได้ในเด็กทารกที่ผ่านการผ่าตัดแบบ hemispherectomy (เอาสมองข้างหนึ่งออก)
ซึ่งบอกเป็นนัยว่า สมองซีกตรงข้ามสามารถทำหน้าที่บางประเภทที่ปกติเป็นหน้าที่ของสมองอีกซีกหนึ่ง เทสโทสเตอโรน
ความใส่ใจ ความจำ และสมรรถภาพด้านพื้นที่และทิศทาง (spatial ability) เป็นหน้าที่ทางการรู้คิดที่สำคัญที่เทสโทสเตอโรนมีอิทธิพลในมนุษย์ หลักฐานเบื้องต้นแสดงว่า ระดับเทสโทสเตอโรนที่ต่ำอาจเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อความเสื่อมการรู้คิด และในที่สุดต่อภาวะสมองเสื่อมคล้ายกับโรคอัลไซเมอร์[98][99][100][101] ซึ่งเป็นหลักฐานหลักในการแพทย์ยืดชีวิต ที่จะใช้เทสโทสเตอโรนเพื่อชะลออายุ หลักฐานโดยมากแสดงว่า มีความสัมพันธ์ระหว่างสมรรถภาพในเรื่องพื้นที่/ทิศทางกับระดับเทสโทสเตอโรนที่เวียนอยู่ในเลือด โดยเป็นฟังก์ชันเส้นโค้งหรือกำลังสอง[102] ที่การผลิตแอนโดรเจนทั้งเกินหรือขาด มีผลลบต่อระบบการรู้คิด เปลือกสมอง
เขตสั่งการ (motor areas) อยู่ในคอร์เทกซ์ในซีกสมองทั้งสองข้าง มีรูปร่างคล้ายกับหูฟังเริ่มจากหูหนึ่งแผ่ไปยังอีกหูหนึ่ง เขตสั่งการมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการควบคุมการเคลื่อนไหวที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเคลื่อนไหวมือที่แบ่งเป็นช่วง ๆ อย่างละเอียด เขตสั่งการในสมองซีกขวาควบคุมกายด้านซ้าย และในทางกลับกัน เขตสั่งการในสมองซีกซ้ายควบคุมกายด้านขวา ระบบประสาท
สมอง มี 2 ชั้น (ตรงข้ามกับไขสันหลัง) ประสาทสัมผัส
การรับรู้เวลา (time perception) หมายถึงกระบวนการรับรู้และประสบการณ์ของการรับรู้เวลาที่ผ่านไป แม้ว่า ความรู้สึกเกี่ยวกับเวลา (sense of time) จะไม่เป็นส่วนของระบบรับความรู้สึกอย่างใดอย่างหนึ่ง งานวิจัยของนักจิตวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ประสาทแสดงว่า สมองมนุษย์มีระบบควบคุมกลไกการรับรู้เวลา[16][17] ประกอบด้วยระบบต่าง ๆ ที่กระจายไปในสมองรวมทั้งในเปลือกสมอง (cerebral cortex) ซีรีเบลลัม และ basal ganglia องค์ประกอบอย่างหนึ่งก็คือ suprachiasmatic nucleus ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวกับจังหวะรอบวัน (circadian rhythm[18]) กลไกทางประสาทของการเจริญสติ
คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้าด้านข้าง (Lateral prefrontal cortex ตัวย่อ lPFC) สำคัญต่อการใส่ใจแบบคัดเลือก ในขณะที่คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนบน (ventral prefrontal cortex ตัวย่อ vPFC) มีหน้าที่ระงับการตอบสนอง
และดังที่กล่าวมาแล้วว่า ACC มีส่วนในการรักษาความใส่ใจที่สิ่งเร้า
และอะมิกดะลามีหน้าที่ทำให้เกิดอารมณ์
ดังนั้น จึงเชื่อกันว่า การเจริญสติสามารถควบคุมความคิดเชิงลบ และลดระดับการตอบสนองทางอารมณ์ โดยผ่านเขตต่าง ๆ ของสมองเหล่านี้
ความบกพร่องในการควบคุมอารมณ์ จะเห็นได้ในโรคบางอย่างเช่น ความผิดปกติทางบุคลิกภาพแบบก้ำกึ่ง
และโรคซึมเศร้า
และโรคหลายอย่างเช่นนี้ สัมพันธ์กับ PFC ที่ทำงานลดลง และกับอะมิกดะลาที่ทำงานสูงขึ้น ดังนั้น การเจริญสติอาจจะช่วยทำให้โรคดีขึ้น ระบบประสาทสั่งการ
ระบบประสาทสั่งการ หรือ ระบบมอเตอร์ (motor system) เป็นระบบประสาทที่ทำหน้าที่ในการควบคุมการเคลื่อนไหวโดยรวมของร่างกาย โดยการกระตุ้นให้กล้ามเนื้อลายหดตัว และเกิดการเคลื่อนไหวขึ้น 
ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายภายใต้อำนาจจิตใจ
ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายนอกอำนาจจิตใจ
การทำงานของระบบประสาทสั่งการจะต้องอาศัยสมองหลายบริเวณเพื่อควบคุมและประมวลผลให้เกิดการเคลื่อนไหว เช่น somatosensory cortex, supplementary motor area (SMA), premotor cortex, และ basal ganglia เป็นต้น ประสาทสมอง
ประสาทไขสันหลังลงไปถึงกระดูกสันหลังส่วนคอที่หนึ่ง และประสาทสมองบทบาทสัมพันธ์กันเหนือระดับนี้ ประสาทสมองมีเป็นคู่และอยู่ทั้งสองข้าง ประสาทสมองในมนุษย์มีสิบสองหรือสิบสามเส้นแล้วแต่แหล่งที่มา ซึ่งกำหนดชื่อด้วยตัวเลขโรมัน I–XII และมีการกำหนดเลขศูนย์ให้ประสาทสมองเส้นที่ 0 (หรือประสาทปลาย) ตามลำดับที่มีจุดกำเนิดจากสมองส่วนหน้าไปถึงด้านหลังของสมองและก้านสมอง Split-brain
แม้การแปลผลภาพในใจ (จินตภาพ) ก็มีความแตกต่างกัน
คือสมองซีกขวามีสมรรถภาพดีกว่าในการหมุนภาพ
และสมองซีกซ้ายมีสมรรถภาพดีกว่าในการสร้างภาพ ความจำชัดแจ้ง
แม้ว่า จะมีนักจิตวิทยาจำนวนมากที่เชื่อว่า สมองทั้งสิ้นมีส่วนเกี่ยวข้องกับความจำ
แต่ว่า เขตสมองที่ชื่อว่า ฮิปโปแคมปัสและโครงสร้างอื่นที่อยู่รอบ ๆ ดูเหมือนจะเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดต่อความจำชัดแจ้งโดยเฉพาะ 
ความสามารถที่จะทรงไว้หรือระลึกถึงความจำอาศัยเหตุการณ์ต้องอาศัยฮิปโปแคมปัสเป็นอย่างยิ่ง 
เปรียบเทียบกับการสร้างความจำชัดแจ้งใหม่ ๆ ที่ต้องอาศัยทั้งฮิปโปแคมปัสและทั้งรอยนูนรอบฮิปโปแคมปัส (Parahippocampal gyrus) 
งานวิจัยอื่น ๆ พบว่า รอยนูนรอบฮิปโปแคมปัสมีความสัมพันธ์กับความจำแบบรู้จำ (Recognition Memory) ที่ดีกว่า เปลือกสมองส่วนการเห็น
งานวิจัยโดยรอยโรค ก็ยังสนับสนุนความคิดเกี่ยวกับหน้าที่ของ MT คือการรู้ความเคลื่อนไหวและการเคลื่อนไหวตา และงานวิจัยทางประสาทจิตวิทยา (Neuropsychology) ของคนไข้ที่ไม่สามารถเห็นการเคลื่อนไหว ผู้เห็นโลกเป็นฉาก ๆ (คือเป็นเฟรม)[56] บอกเป็นนัยว่า MT ในไพรเมต เหมือนกันกับเขต MT/V5 ในมนุษย์[57][58][59] กะโหลกศีรษะ
กะโหลกศีรษะ (English: Skull) เป็นโครงสร้างของกระดูกที่ประกอบขึ้นเป็นโครงร่างที่สำคัญของส่วนศีรษะในสัตว์ในกลุ่มเครนิเอต (Craniate) หรือสัตว์ที่มีกะโหลกศีรษะ ซึ่งรวมทั้งสัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิด กะโหลกศีรษะทำหน้าที่ปกป้องสมองซึ่งเป็นศูนย์กลางของระบบประสาท รวมทั้งเป็นโครงร่างที่ค้ำจุนอวัยวะรับสัมผัสต่างๆ ทั้งตา หู จมูก และลิ้น และยังทำหน้าที่เป็นทางเข้าของทางเดินอาหารและทางเดินหายใจ กลีบสมอง
สมองกลีบหน้า (Frontal lobe) ทำหน้าที่เกี่ยวกับความคิด ความเสียหายของสมองส่วนนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอารมณ์ สมองกลีบข้าง (Parietal lobe) ทำหน้าที่สำคัญในการรวบรวมและประมวลข้อมูลความรู้สึกทั้งหลาย และหน้าที่ในการควบคุมวัตถุ ส่วนของสมองกลีบข้างนี้ยังเกี่ยวข้องกับการประมวลภาพและที่ว่าง (visuospatial processing) สมองกลีบท้ายทอย (Occipital lobe) รับความรู้สึกเกี่ยวกับการมองเห็น การเสื่อมของสมองส่วนนี้ทำให้เห็นภาพหลอน (hallucinations) สมองกลีบขมับ (Temporal lobe) รับความรู้สึกเกี่ยวกับกลิ่นและเสียง รวมทั้งการประมวลสิ่งกระตุ้นที่ซับซ้อนเช่น ใบหน้า หรือทิวทัศน์ เทสโทสเตอโรน
การแบ่งเพศมีผลต่อสมองด้วย[13] เพราะว่า เอนไซม์ aromatase จะเปลี่ยนเทสโทสเตอโรนเป็น estradiol ซึ่งมีหน้าที่สร้างบุรุษภาพในสมองของหนูหริ่งตัวผู้ ในมนุษย์ การสร้างบุรุษภาพต่อสมองของทารกสัมพันธ์กับการมีตัวรับแอนโดรเจนที่ใช้งานได้ ตามงานศึกษาที่สังเกตความชอบใจทางเพศของคนไข้ที่ผิดปกติแต่กำเนิดในด้านการสร้างแอนโดรเจนหรือด้านการทำงานของตัวรับแอนโดรเจน[93] สมองส่วนกลาง
สมองส่วนกลางเป็นส่วนหนึ่งของก้านสมอง ภายในมีส่วนเรียกว่าซับสแตนเชีย ไนกรา (substantia nigra) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการควบคุมระบบสั่งการของเบซัล แกงเกลีย (basal ganglia) ซึ่งริเริ่มและควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกาย หลอดลม
หลอดลม () เป็นส่วนหนึ่งของระบบหายใจ มีหน้าที่หลัก คือ การนำส่งอากาศจากภายนอกร่างกายเข้าสู่ปอดเพื่อทำหน้าที่ในการแลกเปลี่ยนก๊าซออกซิเจนเข้าสู่เลือด และนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกาย หลอดลมของมนุษย์เริ่มตั้งแต่ส่วนที่ต่อจากกล่องเสียง (Larynx) ลงไปสิ้นสุดที่ถุงลม  ซีกสมอง
สมองทั้งสองซีกมีกำเนิดมาจากซีรีบรัม เกิดขึ้นภายใน 5 สัปดาห์หลังจากปฏิสนธิ เป็นการม้วนเข้า (invagination) ของผนังสมองในซีกทั้งสอง
สมองทั้งสองซีกเจริญขึ้นเป็นรูปกลมเหมือนตัวอักษร C และหลังจากนั้นก็ม้วนตัวกลับเข้าไปอีก ดึงเอาโครงสร้างภายในซีกสมอง (เช่นโพรงสมอง) เข้าไปด้วย
interventricular foramina เป็นช่องเชื่อมต่อกับโพรงสมองด้านข้าง
ส่วนข่ายหลอดเลือดสมอง (choroid plexus) เกิดขึ้นจากเซลล์ ependyma และ mesenchyme ของหลอดเลือด สมอง
ออลเฟกทอรีบัลบ์ (olfactory bulb) - อยู่ด้านหน้าสุด ทำหน้าที่ - ดมกลิ่น (ปลา,กบ และสัตว์เลื้อยคลานสมองส่วนนี้จะมีขนาดใหญ่) ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมออลแฟกทอรีบัลบ์จะไม่เจริญ แต่จะดมกลิ่นได้ดีโดยอาศัยเยื่อบุในโพรงจมูก ซีรีบรัม (Cerebrum) - มีขนาดใหญ่สุด มีรอยหยักเป็นจำนวนมาก ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเรียนรู้ ความสามารถต่างๆ เป็นศูนย์การทำงานของกล้ามเนื้อ การพูด การมองเห็น การดมกลิ่น การชิมรส แบ่งเป็นสองซีก แต่ละซีกเรียกว่า Cerebral hemisphere และแต่ละซีกจะแบ่งได้เป็น 4 พูดังนี้ Split-brain
ความบกพร่องในหน้าที่สมองเป็นเรื่องสามัญ หลังจากเกิดโรคหลอดเลือดในสมอง หรือเกิดความบาดเจ็บอื่น ๆ 
ความบกพร่องจะสัมพันธ์กับส่วนของสมองที่เสียหาย
เช่นถ้าหลอดเลือดแตกที่คอร์เทกซ์สั่งการ (motor cortex ซึ่งควบคุมกล้ามเนื้อ) ความบกพร่องอาจจะเป็นความอัมพาต ท่าทางที่ผิดปกติ หรือการเคลื่อนไหวที่ไม่เป็นปกติ 
การฟื้นฟูในระดับสำคัญมักเกิดขึ้นในช่วงหลายอาทิตย์แรกหลังจากเหตุการณ์
แต่ว่า เชื่อกันว่า การฟื้นฟูจะมีจำกัดอยู่ภายใน 6 เดือน โรคสมอง
โรคสมอง () หมายถึงกลุ่มของโรคต่างๆ ที่ทำให้เกิดการเสียการทำงานของสมอง ซึ่งมีสาเหตุแตกต่างกันไป อาจหมายถึงโรคหรืออาการก็ได้แล้วแต่บริบท โรคหลอดเลือดสมอง
โรคลมปัจจุบันเป็นภาวะฉุกเฉินทางการแพทย์ซึ่งสามารถทำให้เสียการทำงานของระบบประสาทอย่างถาวร อาจเกิดภาวะแทรกซ้อนมากมายทำให้พิการและเสียชีวิตได้ นับเป็นสาเหตุหลักของความพิการในสหรัฐอเมริกาและยุโรป และเป็นสาเหตุการตายอันดับที่สองของทั่วโลก และกำลังจะขึ้นเป็นสาเหตุการตายอันดับแรกในไม่ช้า[2] Executive functions
ทฤษฎีเกี่ยวกับระบบบริหารโดยมากมาจากสังเกตการณ์ในคนไข้ที่มีสมองกลีบหน้าเสียหาย
คือ คนไข้มีการกระทำและกลยุทธ์ในการทำกิจต่าง ๆ ในชีวิตประจำวันที่ไม่มีระเบียบ
แม้ว่า คนไข้จะสามารถผ่านการทดสอบทางคลินิกหรือภายในแล็บที่ใช้ประเมินการทำงานทางประชานขั้นพื้นฐานเช่นความจำ การเรียนรู้ ภาษา และการคิดหาเหตุผล
มีสมมติฐานที่แสดงว่า เพื่อที่จะอธิบายพฤติกรรมที่น่าแปลกใจเช่นนี้ จะต้องมีระบบประสาทครอบคลุมที่ประสานงานของกระบวนการทางประชานต่าง ๆ 
หลักฐานการทดลองมากมายเกี่ยวกับโครงสร้างทางประสาทที่เกี่ยวข้องกับ EF มาจากการทดสอบโดยใช้ stroop effect และ Wisconsin Card Sorting Task (WCST)
โดย Stroop task ให้ผู้รับการทดลองบ่งสีของคำที่ระบายสีโดยที่สีและความหมายของคำอาจจะขัดแย้งกัน (เช่น คำว่า "แดง" ที่ระบายสีเป็นสีเขียว)
ผู้รับการทดลองจะต้องใช้ EF ในการทำงานนี้
เพราะว่า ต้องมีการยับยั้งพฤติกรรมที่ทำอย่างช่ำชองและอัติโนมัติ (เช่นการอ่านคำหนังสือ)
เพื่อที่จะทำงานที่ไม่ค่อยได้ทำ ซึ่งก็คือบ่งสีของคำ
งานทดลองที่ใช้การสร้างภาพสมองโดยกิจ (functional neuroimaging) แสดงว่า มีสองส่วนใน PFC
ซึ่งก็คือ anterior cingulate cortex (ACC) และ dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC)
ที่พิจารณาว่ามีความสำคัญเป็นพิเศษในการทำงานทดสอบนี้ กลีบขมับ
เขตต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเห็นในสมองกลีบขมับทำหน้าที่ให้ความหมายกับตัวกระตุ้นทางตา และยังให้เกิดการรู้จำวัตถุ ส่วนด้านล่าง (ventral) ของคอร์เทกซ์กลีบขมับมีส่วนร่วมกับการประมวลผลระดับสูงของการเห็นตัวกระตุ้นที่ซับซ้อน เช่นรอยนูนรูปกระสวย (fusiform gyrus) มีส่วนในการรับรู้ใบหน้า และรอยนูนรอบฮิปโปแคมปัสมีส่วนในการรับรู้ทิวทัศน์ ส่วนด้านหน้าของสมองกลีบขมับ ซึ่งเป็นส่วนของทางสัญญาณด้านล่าง (ventral stream) ของระบบประมวลผลทางตา มีส่วนร่วมในการรับรู้ (perception) และการรู้จำ (recognition) วัตถุ ประสาทสมอง
ประสาทสมองเป็นองค์ประกอบของระบบประสาทนอกส่วนกลาง โดยยกเว้นประสาทสมองเส้นที่ 2 (ประสาทตา) ซึ่งมิใช่ประสาทส่วนปลายแท้จริงแต่เป็นลำเส้นใยประสาทของไดเอนเซฟาลอน (diencephalon) เชื่อมจอตากับนิวเคลียสงอคล้ายเข่าข้าง (lateral geniculate nucleus) ฉะนั้น ทั้งประสาทตาและจอตาเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทส่วนกลาง แกนประสาทนำออกของประสาทอีกสิบสองเส้นที่เหลือทอดออกจากสมองและถือเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทนอกส่วนกลาง ปมประสาทกลางของประสาทสมองหรือนิวเคลียสประสาทสมองกำเนิดในระบบประสาทส่วนกลาง ส่วนมากในก้านสมอง ซีกสมอง
จิตวิทยานิยมมักกล่าวสรุปโดยรวมๆ ถึงกิจหน้าที่ของสมอง (เช่นการตัดสินด้วยเหตุผล หรือความคิดสร้างสรรค์) ว่าจำกัดอยู่ทางด้านซ้ายหรือด้านขวาของสมอง (lateralization) คำพูดเหล่านี้บ่อยครั้งไม่ตรงกับความจริง เพราะว่า กิจโดยมากของสมองมักกระจายไปในด้านทั้งสองของซีกสมอง ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
งานทบทวนวรรณกรรมที่ตรวจงานสร้างภาพในสมองพบว่า การออกกำลังกายให้สม่ำเสมอจะเพิ่มปริมาตรเนื้อเทาในเขตสมองที่เกี่ยวกับการประมวลความจำ การควบคุมการรู้คิด การเคลื่อนไหว และระบบรางวัล[1][5][6][8] ที่เพิ่มมากที่สุดก็คือ prefrontal cortex, caudate nucleus, และฮิปโปแคมปัส ซึ่งมีส่วนควบคุมการรู้คิดและการประมวลความจำ ในบรรดาหน้าที่การรู้คิดทั้งหลาย[1][6][8][9] นอกจากนั้นแล้ว ทั้งด้านซ้ายขวาของ prefrontal cortex, ฮิปโปแคมปัส และ cingulate cortex จะทำงานร่วมกันเมื่อทำกิจโดยเฉพาะ ๆ (functional connectivity) ในระดับที่สูงกว่า ตอบสนองต่อการออกกำลังกายแบบแอโรบิกอย่างสม่ำเสมอ[1][7] งานทบทวนวรรณกรรม 3 งานแสดงการเพิ่มปริมาตรเนื้อเทาที่ชัดเจนของ prefrontal cortex และฮิปโปแคมปัส ในผู้ใหญ่ปกติที่ออกำลังกายหนักกลาง ๆ เป็นเวลาหลายเดือน[1][6][49] เขตอื่นในสมองที่เพิ่มปริมาตรเนื้อเทาขึ้นปานกลางหรือน้อยกว่าเมื่อสร้างภาพสมองรวมทั้ง anterior cingulate cortex, สมองกลีบข้าง, สมองน้อย และ nucleus accumbens[5][6][8][50] เปลือกสมอง
เปลือกสมอง[1]หรือ ส่วนนอกของสมองใหญ่[1] หรือ คอร์เทกซ์สมองใหญ่[1] หรือ เซรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือบางครั้งเรียกสั้น ๆ เพียงแค่ว่า คอร์เทกซ์ (แต่คำว่า คอร์เทกซ์ สามารถหมายถึงส่วนย่อยส่วนหนึ่ง ๆ ในเปลือกสมองด้วย) (English: Cerebral cortex, cortex, Latin: Cortex cerebri) เป็นชั้นเนื้อเยื่อเซลล์ประสาทชั้นนอกสุดของซีรีบรัม (หรือเรียกว่าเทเลนฟาลอน) ที่เป็นส่วนของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังบางพวก เป็นส่วนที่ปกคลุมทั้งซีรีบรัมทั้งซีรีเบลลัม มีอยู่ทั้งซีกซ้ายซีกขวาของสมอง เปลือกสมองมีบทบาทสำคัญในระบบความจำ ความใส่ใจ ความตระหนัก (awareness) ความคิด ภาษา และการรับรู้ (consciousness) เปลือกสมองมี 6 ชั้น แต่ละชั้นประกอบด้วยเซลล์ประสาทต่าง ๆ กัน และการเชื่อมต่อกับสมองส่วนอื่น ๆ ที่ไม่เหมือนกัน เปลือกสมองของมนุษย์มีความหนา 2-4 มิลลิเมตร [2] หัวใจ
หน้าที่หลักของหัวใจคือการสูบฉีดเลือดผ่านระบบไหลเวียนเพื่อไปเลี้ยงร่างกายทั้งร่าง การไหลเวียนนี้แบ่งออกเป็นการไหลเวียนเลี้ยงกายที่ส่งเลือดไปเลี้ยงร่างกายและรับเลือดที่ใช้แล้วกลับ และการไหลเวียนผ่านปอด ซึ่งส่งเลือดไปฟอกที่ปอดและรับเลือดกลับจากปอดมาหัวใจเพื่อเตรียมสูบฉีดต่อไปยังร่างกาย ขณะที่เลือดไหลเวียนผ่านปอดจะมีการแลกเปลี่ยนก๊าซ รับเอาออกซิเจนเข้ามาในเลือด และส่งคาร์บอนไดออกไซด์ออกไปยังปอดผ่านการหายใจ หลังจากนั้นระบบไหลเวียนกายจะส่งเลือดแดงที่มีออกซิเจนมากไปยังร่างกาย และรับเลือดดำที่มีคาร์บอนไดออกไซด์มากและมีออกซิเจนน้อยกลับมายังปอด[1] ฟิเนียส์ พี. เกจ
บางทีเป็นการสร้างเรื่องในอดีตใหม่ โดยใช้สิ่งที่เรารู้หรือคิดว่ารู้ในปัจจุบัน เกี่ยวกับหน้าที่ของสมองกลีบหน้าในการควบคุมตนเอง[48] เปลือกสมอง
ยิ่งไปกว่านั้น กิจเกี่ยวกับการสั่งการมีความเกี่ยวข้องกับเขตอื่น ๆ รวมทั้ง ซีกสมอง
ซีกสมอง หรือ ซีกสมองใหญ่' (, ) เป็นคู่ของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ที่แยกออกจากกันโดยระนาบแบ่งซ้ายขวา คือ medial longitudinal fissure (ช่องตามยาวแนวกลาง) ดังนั้น จึงพรรณนาสมองได้ว่าแบ่งออกเป็นสมองซีกซ้าย (left cerebral hemisphere) และสมองซีกขวา (right cerebral hemisphere) ประสาทสมอง
เดิมมนุษย์ถือว่ามีประสาทสมองสิบสองคู่ เลข I–XII หรือ 1–12 มีดังนี้ ประสาทรับกลิ่น (I) ประสาทตา (II) ประสาทกล้ามเนื้อตา (III) ประสาททรอเคลียร์ (IV) ประสาทไทรเจมินัล (V) ประสาทแอบดิวเซนต์ (VI) ประสาทเฟเชียล (VII) ประสาทหู (VIII) ประสาทลิ้นคอหอย (IX) ประสาทเวกัส (X) ประสาทแอกเซสซอรี (XI) และประสาทกล้ามเนื้อลิ้น (XII) ประสาทสมอง
ประสาทสมอง (English: cranial nerve หรือ cerebral nerve) เป็นเส้นประสาทที่เกิดจากสมองและก้านสมองโดยตรง ตรงข้ามกับประสาทไขสันหลังซึ่งเกิดจากไขสันหลังหลายปล้อง ประสาทสมองเป็นทางเชื่อมของสารสนเทศระหว่างสมองและหลายบริเวณ ส่วนใหญ่คือศีรษะและคอ รอยนูนแองกูลาร์
รู้กันมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1919 แล้วว่า ความเสียหายในรอยนูนแองกูลาร์ทำให้เกิดความบกพร่องในการคำนวณเลขคณิต[16][17] การสร้างภาพโดยกิจ (Functional imaging[18]) แสดงว่า แม้ว่าเขตต่าง ๆ ของสมองกลีบข้างทั้งสองซีก จะมีหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณ<i data-parsoid='{"dsr":[9823,9836,2,2]}'>โดยประมาณ</i>เกี่ยวข้องกับปริภูมิทางสายตา รอยนูนแองกูลาร์ในสมองซีกซ้ายพร้อมกับรอยนูนสมองกลีบหน้าด้านล่าง (Inferior frontal gyrus) กลับมีหน้าที่เกี่ยวกับการคำนวณ<i data-parsoid='{"dsr":[10016,10029,2,2]}'>โดยแม่นยำ</i>เกี่ยวข้องกับเลขคณิตที่สืบเนื่องกับคำพูด[19] และถ้ารอยนูนแองกูลาร์ในสมองซีกซ้ายมีระดับการทำงานที่สูงกว่า ทักษะเลขคณิตในบุคคลนั้นก็จะมีสมรรถภาพมากกว่า[20] Split-brain
corpus callosum เป็นโครงสร้างของสมองที่ร่อง longitudinal fissure (ที่แบ่งสมองออกเป็นสองซีก) 
ซึ่งมีหน้าที่ในการส่งข้อมูลการสื่อสารระหว่างสมองซีกซ้ายและซีกขวา
แต่ว่า ก็ยังมีหลักฐานด้วยว่า มีการส่งสัญญาณแบบยับยั้ง (inhibitory) ในระหว่างซีกสมองทั้งสอง สมองมนุษย์
ครึ่งทรงกลมสมอง (สมองใหญ่) เป็นส่วนใหญ่สุดของสมองมนุษย์และอยู่เหนือโครงสร้างสมองอื่น คลุมด้วยชั้นเปลือกสมอง ซึ่งมีรายละเอียดเฉพาะส่วนบิดเวียน ใต้สมองใหญ่มีก้านสมอง ลักษณะคล้ายก้านซึ่งมีสมองใหญ่ติดอยู่ ด้านหลังของสมอง ใต้สมองใหญ่และหลังก้านสมอง มีสมองน้อย ซึ่งมีผิวเป็นร่องตามขวาง คือ เปลือกสมองน้อย ซึ่งทำให้ดูต่างจากพื้นที่สมองอื่น โครงสร้างเดียวกันนี้ยังปรากฏในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น แม้มีขนาดสัมพัทธ์แตกต่างกันมาก เป็นกฎว่ายิ่งสมองใหญ่เล็กเท่าใด เปลือกสมองจะยิ่งบิดเวียนน้อยเท่านั้น เปลือกสมองของหนูแทบเรียบ ตรงข้ามกับเปลือกสมองของโลมาหรือวาฬที่บิดเวียนมากกว่าเปลือกสมองมนุษย์ เส้นประสาท
เซลล์ประสาทที่ประกอบกันเป็นเส้นประสาทจะทำหน้าที่รับและส่งข้อมูลทางไฟฟ้าเคมีเข้าและออกจากสมอง โดยปลายด้านหนึ่งจะทำหน้าที่รับข้อมูล (ซึ่งมักจะเป็นด้านเดนไดรต์) และอีกปลายจะทำหน้าที่ส่งข้อมูลไปยังเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่ง (ซึ่งมักจะเรียกว่าแอกซอน) โดยกระแสประสาทจะข้ามผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ประสาทที่เรียกว่า ไซแนปส์ (synapse) กะโหลกศีรษะมนุษย์
ภายในกะโหลกศีรษะยังมีโพรงไซนัส (sinus cavities) ซึ่งบุด้วยเนื้อเยื่อบุผิวแบบเดียวกับที่พบในทางเดินอากาศ โพรงไซนัสมี 4 คู่ หน้าที่ของโพรงไซนัสยังเป็นที่ถกเถียงอยู่ในปัจจุบัน แต่เชื่อว่าช่วยในการทำให้กะโหลกศีรษะมีน้ำหนักเบาขึ้นโดยไม่ทำให้กะโหลกศีรษะแข็งแรงน้อยลง ทำให้ศีรษะไม่เอนมาทางด้านหน้าและทำให้ศีรษะตั้งตรงได้ ช่วยให้เสียงก้องกังวาน และช่วยให้อากาศที่ผ่านโพรงจมูกเข้าไปในทางเดินหายใจอุ่นและชื้นมากขึ้น เส้นประสาทเฟเชียล
เส้นประสาทเฟเชียล[1] หรือ เส้นประสาทสมองเส้นที่ 7[1] (English: Facial nerve) เป็นหนึ่งในเส้นประสาทสมองจากจำนวนทั้งหมด 12 คู่ เส้นประสาทนี้ออกมาจากก้านสมองที่ระหว่างพอนส์และเมดัลลา ออบลองกาตา และทำหน้าที่ควบคุมกล้ามเนื้อแสดงสีหน้า และรับรสจากส่วนด้านหน้า 2/3 ของลิ้นและช่องปาก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เลี้ยงใยประสาทก่อนปมประสาทของพาราซิมพาเทติกไปยังปมประสาทของศีรษะและคออีกจำนวนมาก สมองใหญ่
เทเลนเซฟาลอน (Telencephalon) เป็นส่วนของสมองส่วนหน้า เป็นโครงสร้างที่ใหญ่ของสมองซึ่งทำหน้าที่หลากหลาย อาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ซีรีบรัม (Cerebrum) หรือ สมองใหญ่ ในทางเทคนิค เทเลนเซฟาลอนหมายถึงซีรีบรัล เฮมิสเฟียร์ (cerebral hemispheres) และโครงสร้างเล็กๆ อื่นๆ ภายในสมอง สมองส่วนนี้เป็นส่วนที่อยู่หน้าสุดในการแบ่งส่วนของสมองในเอ็มบริโอ เจริญมาจากโปรเซนเซฟาลอน กลีบข้าง
มีเขตหลายเขตของสมองกลีบข้างที่มีความสำคัญในการประมวลผลทางภาษา และด้านหลังต่อจากร่องกลาง (central sulcus) ก็คือรอยนูนหลังร่องกลาง (postcentral gyrus) ซึ่งมีหน้าที่เกี่ยวกับการรับรู้ความรู้สึกทางกาย[1] คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายมีแผนที่เป็นรูปมนุษย์ที่บิดเบือน ที่เรียกว่า cortical homunculus (homunculus มาจากภาษาละตินที่แปลว่า "คนตัวเล็ก ๆ") โดยที่ส่วนต่าง ๆ ของร่างกายมีขนาดเท่ากับเขตที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายมีพื้นที่ให้สำหรับส่วนนั้นของร่างกาย[2] กลีบข้าง
สมองกลีบข้างผสมผสานสัญญาณรับความรู้สึกจากหน่วยรับความรู้สึกทั้งหลาย มีหน้าที่เฉพาะในการประมวลความรู้สึกเกี่ยวกับปริภูมิ (spatial sense) และการนำทาง (navigation) ตัวอย่างเช่น สมองกลีบข้างประกอบด้วยคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex) และทางสัญญาณด้านล่าง (dorsal stream) ของระบบการเห็น ซึ่งทำให้คอร์เทกซ์กลีบข้างสามารถสร้างแผนที่ของวัตถุที่เห็น โดยที่วัตถุมีตำแหน่งสัมพันธ์กับร่างกาย (เช่นเห็นว่าอยู่ทางซ้ายหรือทางขวาของกาย) Superior colliculus
SC รับข้อมูลจากตาที่ชั้นนอก ๆ เท่านั้น
คือชั้นที่ลึกลงไปรับข้อมูลจากหูและจากกาย
และมีการเชื่อมต่อกับเขตสั่งการที่ตอบสนองต่อข้อมูลประสาทสัมผัสต่าง ๆ
โดยรวม ๆ แล้ว เชื่อกันว่า SC มีหน้าที่ช่วยปรับศีรษะและตาไปทางสิ่งที่เห็นและได้ยิน ภาวะไม่รู้ใบหน้า
ภาวะไม่รู้ใบหน้าแบบวิสัญชาน (English: apperceptive prosopagnosia) เป็นคำที่ใช้พรรณนากรณีภาวะบอดใบหน้าที่เกิดขึ้นภายหลัง ที่มีผลต่อกระบวนการประมวลผลในขั้นเบื้องต้นของระบบการรับรู้ใบหน้า เขตในสมองที่สันนิษฐานกันว่ามีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในภาวะไม่รู้ใบหน้าแบบวิสัญชาน ก็คือ รอยต่อของสมองกลีบขมับและสมองกลีบท้ายทอย (temporo-occipital junction) ในสมองซีกขวา[7] สมอง
สมองประกอบด้วยเซลล์สองชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เกลียมีหน้าที่ในการดูแลและปกป้องนิวรอน นิวรอนหรือเซลล์ประสาทเป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักยะงาน (action potential) การติดต่อระหว่างนิวรอนนั้นเกิดขึ้นได้โดยการหลั่งของสารเคมีชนิดต่าง ๆ ที่รวมเรียกว่า สารสื่อประสาท (neurotransmitter) ข้ามบริเวณระหว่างนิวรอนสองตัวที่เรียกว่า ไซแนปส์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมลงต่าง ๆ ก็มีนิวรอนอยู่นับล้านในสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่มักจะมีนิวรอนมากกว่าหนึ่งร้อยล้านตัวในสมอง สมองของมนุษย์นั้นมีความพิเศษกว่าสัตว์ตรงที่ว่ามีความซับซ้อนและใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับขนาดตัวของมนุษย์ ช้าง
สมองของช้างมีมวลมากกว่า 5 กิโลกรัมเล็กน้อย คิดเป็นสมองของสัตว์บกที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลก ลักษณะพฤติกรรมของช้างที่สอดคล้องกับสติปัญญาของมันนั้นมีอย่างกว้างขวาง รวมไปถึงการมีความเศร้าโศก การทำเสียงดนตรี ศิลปะ การเห็นแก่ประโยชน์ส่วนรวม การที่เลี้ยงทารกได้โดยไม่มีแม่ การเล่น การใช้อุปกรณ์ พัฒนาการต่างๆที่มนุษย์สอนและการใช้เวลาช่วงที่อยู่ด้วยกันตอนทำงานและสงสาร,การรู้จักตนเอง เชื่อกันว่าช้างมีระดับสติปัญญาเทียบเท่ากับสัตว์ในอันดับวาฬและโลมา และไพรเมตที่ไม่ใช่มนุษย์ สมองของช้างคล้ายคลึงกับสมองของมนุษย์ในแง่ของโครงสร้างและความซับซ้อน สมองของช้างแสดงรูปแบบหมุนเวียนซึ่งมีความซับซ้อนกว่าและมีขดมวนมากกว่า หรือรอยพับสมอง มากกว่ามนุษย์ ไพรเมตหรือสัตว์กินเนื้อ แต่ยังมีความซับซ้อนน้อยกว่าอันดับวาฬและโลมา อย่างไรก็ตาม เปลือกสมองของช้าง "หนากว่าเปลือกสมองของอันดับวาฬและโลมา" และเชื่อกันว่ามีเซลล์ประสาทและมีไซแนปส์เท่ากับไซแนปส์ของมนุษย์ ซึ่งมากกว่าอันดับวาฬและโลมา พอนส์
ภายในพอนส์มีนิวเคลียสทำหน้าที่ถ่ายทอดสัญญาณจากสมองส่วนหน้าลงมายังซีรีเบลลัม และยังมีนิวเคลียสที่ทำหน้าที่หลักในการนอนหลับ การหายใจ การกลืน การควบคุมการขับถ่ายปัสสาวะ การได้ยิน การรักษาสมดุล การรับรส การกลอกตา การแสดงสีหน้า การรับความรู้สึกบริเวณใบหน้า และท่าทาง นอกจากนี้ในพอนส์ยังมีศูนย์ควบคุมการหายใจ (pneumotaxic center) ซึ่งเป็นนิวเคลียสในพอนส์ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนจังหวะจากหายใจเข้าเป็นหายใจออก พอนส์ยังมีศูนย์ที่ทำให้ร่างกายหยุดเคลื่อนไหวในขณะนอนหลับ และมีบทบาทในการฝัน ตา
ตา คือ อวัยวะที่ทำหน้าที่รับแสง โดยสัตว์แต่ละชนิดจะมีอวัยวะรับแสงที่แตกต่างกัน ตาที่เรียบง่ายที่สุดจะไม่สามารถทำอะไรได้เลยเว้นแต่การรับรู้ว่าสิ่งแวดล้อมนั้นมืดหรือสว่างเพื่อให้สามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้ เช่น กลางวันหรือกลางคืน เป็นต้น แต่จะไม่สามารถรับรู้ออกมาเป็นภาพได้ ตาที่ซับซ้อนกว่าจะมีรูปทรงและสีที่เป็นเอกลักษณ์ ในระบบตาที่ซับซ้อน ตาแต่ละดวงจะสามารถรับภาพที่มีบริเวณที่ซ้อนทับกันได้ เพื่อให้สมองสามารถรับรู้ถึงความลึก หรือ ความเป็นสามมิติของภาพ เช่น ระบบตาของมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ตาของสัตว์บางชนิด เช่น กระต่ายและกิ้งก่า ได้ถูกออกแบบมาให้มีส่วนของภาพที่ซ้อนทับกันน้อยที่สุด เปลือกสมอง
จนกระทั่งเร็ว ๆ นี้ ส่วนคล้ายกันของเปลือกสมองในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ไม่ได้รับการยอมรับโดยนักวิทยาศาสตร์ แต่ว่า งานวิจัยที่พิมพ์ในวารสาร "เซลล์" ใน ค.ศ. 2010 แสดงว่า โดยวิเคราะห์การแสดงออกของยีน (gene expression[5]) เปลือกสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังและสมองรูปเห็ด (mushroom bodies)[6]ของหนอนทราย มีความใกล้เคียงกัน[7] สมองรูปเห็ดเป็นโครงสร้างในสมองของหนอนหลายจำพวกและของสัตว์ขาปล้อง มีบทบาทสำคัญในการเรียนและการทรงจำ หลักฐานในงานวิจัยนี้ชี้ว่า วิวัฒนาการของเปลือกสมองและสมองรูปเห็ดมีจุดกำเนิดเดียวกัน ดังนั้น จึงแสดงว่า โครงสร้างตั้งต้นของเปลือกสมองเกิดขึ้นในสมัยมหายุคพรีแคมเบรียน ระบบประสาท
ระบบประสาทของสัตว์ มีหน้าที่ในการออกคำสั่งการทำงานของกล้ามเนื้อ ควบคุมการทำงานของอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย และประมวลข้อมูลที่รับมาจากประสาทสัมผัสต่างๆ และสร้างคำสั่งต่าง ๆ (action) ให้อวัยวะต่าง ๆ ทำงาน (ดูเพิ่มเติมที่ ระบบประสาทกลาง) สมองมนุษย์
แม้สมองมนุษย์ได้รับการป้องกันจากกระดูกที่หนาของกะโหลก แขวนในน้ำหล่อสมองไขสันหลัง และแยกจากกระแสเลือดด้วยเยื่อกั้นเลือด–สมอง กระนั้น ยังไวต่อความเสียหายและโรค ความเสียหายทางกายภาพแบบที่พบมากที่สุด คือ การบาดเจ็บที่ศีรษะแบบปิด (closed head injury) เช่น การทุบศีรษะ โรคหลอดเลือดสมอง หรือภาวะเป็นพิษจากสารเคมีหลายชนิดที่เป็นพิษต่อประสาท การติดเชื้อของสมอง แม้รุนแรง แต่พบน้อยเนื่องจากมีเยื่อกั้นชีวภาพป้องกันอยู่ สมองมนุษย์ยังไวต่อโรคการเสื่อม เช่น โรคพาร์กินสัน โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งและโรคอัลไซเมอร์ มีภาวะจิตเวชจำนวนหนึ่ง เช่น โรคจิตเภทและภาวะซึมเศร้า คาดว่าสัมพันธ์กับการทำหน้าที่ผิดปรกติของสมอง แม้ธรรมชาติของวิกลภาพของสมองดังกล่าวยังไม่เข้าใจกันดีมาก กะโหลกศีรษะ
ด้านในของกะโหลกศีรษะส่วนที่หุ้มสมองยังมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มรอบโครงสร้างของระบบประสาทกลาง เรียกว่า เยื่อหุ้มสมอง (meninges) ซึ่งมีอยู่ 3 ชั้นเรียงจากชั้นนอกสุดเข้าไปยังชั้นในสุดได้แก่ เยื่อดูรา (dura mater), เยื่ออะแร็กนอยด์ (arachnoid mater), และเยื่อเพีย (pia mater) เยื่อหุ้มสมองมีหน้าที่สำคัญในการปกป้องและหน้าที่ทางสรีรวิทยาอื่นๆ อีกมากมาย เยื่อหุ้มสมอง
เยื่อเพีย หรือ<b data-parsoid='{"dsr":[1524,1549,3,3]}'>เยื่อหุ้มสมองชั้นใน (pia mater) เป็นเยื่อที่มีความบอบบางมาก อยู่ใกล้ชิดกับสมองและไขสันหลังมากที่สุด แนบไปกับกลีบ (gyrus) และร่อง (sulcus) ของสมอง เป็นเยื่อที่อยู่ชิดติดแน่นกับผิวของสมองและไขสันหลัง เยื่อเพียเป็นเยื่อที่บางมาก ประกอบด้วยเนื้อเยื่อเส้นใย (fibrous tissue) ที่ถูกปกคลุมด้วยแผ่นของเซลล์แบนๆ ที่เชื่อว่าน้ำซึมผ่านไม่ได้ เยื่อเพียจะมีหลอดเลือดที่ทอดตัวไปตามสมองและไขสันหลัง และมีหลอดเลือดฝอยที่ทำหน้าที่เลี้ยงสมอง สมมุติฐานทางสัญญาณสองทาง
ทางสัญญาณด้านบนมีบทบาทในการรู้จำปริภูมิ (spatial recognition) และในการชี้นำการกระทำเช่นการเอื้อม ลักษณะหน้าที่ของทางสัญญาณนี้มี 2 อย่างคือ มีแผนที่อย่างละเอียดของลานสายตา และมีความสามารถในการตรวจพบและวิเคราะห์การเคลื่อนไหว เขตสมองในทางสัญญาณนี้ทำหน้าที่ต่างๆ กันเริ่มตั้งแต่การประมวลผลสายตาพื้นฐานในสมองกลีบหลังจนไปถึงการรับรู้ปริภูมิในสมองกลีบข้าง รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
สมองเขตนี้ไม่ใช่มีความสำคัญในเรื่องเป็นส่วนของการแปลผลข้อมูลทางตาเพื่อการรู้จำวัตถุเท่านั้น
แต่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแปลผลแบบง่าย ๆ อย่างอื่นของวัตถุในลานสายตา
มีความเกี่ยวข้องกับปัญหาเกี่ยวกับการรับรู้และความเข้าใจทางปริภูมิของวัตถุที่อยู่รอบ ๆ ตัว
และเป็นส่วนที่มีเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะซึ่งอาจจะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างคอร์เทกซ์นี้กับระบบความจำ สมองใหญ่
หน้าที่เกี่ยวกับความจำของสมองเกี่ยวข้องกับส่วนฮิปโปแคมปัส (hippocampus) ความเกี่ยวข้องนี้ได้ถูกอธิบายขึ้นในผู้ป่วยที่ชื่อ HM ผู้ซึ่งถูกผ่าตัดเอาสมองส่วนฮิปโปแคมปัสทั้ง 2 ข้างออกเพื่อรักษาอาการลมชัก หลังการผ่าตัด HM มีอาการ anterograde amnesia หรือภาวะที่ไม่สามารถสร้างความทรงจำใหม่ได้ ปัญหานี้ได้บรรจุในภาพยนตร์เรื่อง Memento ที่ซึ่งตัวเอกของเรื่องต้องถ่ายภาพผู้คนที่เขาเคยพบเพื่อที่จะสามารถจำได้ว่าเคยทำอะไรในวันหลังจากที่เขาประสบอุบัติเหตุ สมองส่วนกลาง
สมองส่วนกลางของมนุษย์มีต้นกำเนิดเดียวกับ archipallium ซึ่งเป็นวิวัฒนาการของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังโบราณส่วนใหญ่ สารโดพามีนซึ่งสร้างในซับสแตนเชีย ไนกรามีบทบาทในการปรับตัวและการจูงใจในสิ่งมีชีวิตตั้งแต่มนุษย์ไปจนถึงสัตว์ชั้นต่ำอย่างเช่นแมลง สมองส่วนกลาง
ในทางกายวิภาคศาสตร์ สมองส่วนกลาง หรือ มีเซนเซฟาลอน (English: Mesencephalon; Midbrain) เป็นโครงสร้างหนึ่งของสมอง ประกอบด้วยเทคตัม (tectum) (หรือคอร์พอรา ควอไดรเจมินา (corpora quadrigemina)), เทกเมนตัม (tegmentum), เวนทริคิวลาร์ มีโซซีเลีย (ventricular mesocoelia), และซีรีบรัล พีดังเคิล (cerebral peduncle) นอกจากนี้ก็มีนิวเคลียสและมัดใยประสาทจำนวนมากมาย ด้านบนของสมองส่วนกลางเชื่อมกับไดเอนเซฟาลอน (diencephalon) ซึ่งประกอบด้วยทาลามัส ไฮโปทาลามัส ฯลฯ ส่วนด้านท้ายของสมองส่วนกลางเชื่อมกับพอนส์ (pons) เปลือกสมอง
โดยทั่วไป ซีกสมองทั้งสองข้างรับข้อมูลมาจากด้านตรงข้ามของร่างกาย ยกตัวอย่างเช่น คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายของสมองซีกขวา รับข้อมูลมาจากแขนขาข้างซ้าย และคอร์เทกซ์สายตาข้างขวารับข้อมูลมาจากลานสายตาด้านซ้าย การจัดระเบียบแผนที่ที่แสดงความรู้สึกในคอร์เทกซ์ เป็นไปตามอวัยวะที่รับรู้ความรู้สึกเช่นตาเป็นต้น เป็นแผนที่มีระเบียบที่เรียกว่า แผนที่โทโพกราฟิก (topographic map[24]) ปรัชญา
จิตนั้นเป็นสิ่งที่ทำให้เรารู้จักการเรียนรู้ คิดค้น และมีอารมณ์ ความรู้สึกได้ ส่วนสมองนั้นเป็นเพียงเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้มนุษย์เรียนรู้และเข้าใจสิ่งต่าง ๆ ได้ แต่ผู้ที่กระทำการเรียนรู้ เข้าใจ นึกคิดนั้นต้องเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ไม่ใช่สมอง และไม่ใช่สสาร และสิ่งนั้นคือ จิตหรือวิญญาณ และแม้ว่า จิตจะไม่มีตัวตน จับต้องไม่ได้ แต่มันก็เป็น จริงอยู่ในตัวเราเท่า ๆ กับร่างกายที่เป็นจริงด้วย Split-brain
ซีกสมองมีการเชื่อมต่อกันโดย corpus callosum
ทำให้สื่อสารและทำงานร่วมกันได้
การสื่อสารนั้นสำคัญเพราะว่าสมองแต่ละซีกทำหน้าที่บางอย่างโดยเฉพาะที่อีกข้างหนึ่งไม่ทำ
เช่นสมองซีกขวามีหน้าที่เฉพาะเกี่ยวกับการทำการงานที่ไม่ต้องอาศัยคำพูดที่ต้องมีการเคลื่อนไหวภายในปริภูมิ
ในขณะที่สมองซีกซ้ายเป็นหลักในการกระทำที่ใช้ภาษาเช่นการพูดหรือการเขียน
ถึงแม้ว่า ความเข้าใจเกี่ยวกับการทำงานเฉพาะอย่างแบบนี้ในสมองยังไม่สมบูรณ์
แต่ก็มีทฤษฎีที่เกิดขึ้นแล้วว่า ความแตกต่างระหว่างซีกสมองทั้งสองข้างก็คือ ซีกซ้ายทำหน้าที่เกี่ยวกับการวิเคราะห์ (analytical) ที่เป็นไปตามเหตุผล (logical)
ในขณะที่ซีกขวาทำหน้าที่โดยอาศัยความเข้าใจแบบองค์รวม (holistic) หรือแบบรู้เอง (intuitive) ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
ตามบทบาทหน้าที่ของส่วนสมองที่มีปริมาตรเพิ่ม การออกกำลังกายช่วยปรับปรุงด้านต่าง ๆ ของการควบคุมการรู้คิดและความทรงจำ[5][7][9][58][59] โดยเฉพาะก็คือ การออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมอช่วยให้ควบคุมการใส่ใจได้ดีขึ้น [lower-alpha 3] ให้ประมวลข้อมูลได้ดีขึ้น ปรับปรุงความยืดหยุ่นทางการรู้คิด (เช่น การเปลี่ยนความสนใจจากงานหนึ่งไปยังอีกงานหนึ่ง) การหยุดพฤติกรรมอัตโนมัติเพื่อทำสิ่งที่ได้ผลกว่า (inhibitory control) [lower-alpha 4] ความทรงจำใช้งานในด้านการอัพเดตและความจุ [lower-alpha 5] ความจำชัดแจ้ง และความจำปริภูมิ[5][6][7][9][10][58][59] นิวเคลียสมีหาง
สมองมีเซลล์ประสาทเป็นจำนวนมากซึ่งมีการเชื่อมต่อซึ่งกันและกันเป็นไซแนปส์แบบเร้า (excitatory synapses) เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่มีส่วนประกอบที่มีการป้อนกลับเชิงบวก ดังนั้น เป็นความยากที่ระบบเช่นนี้จะดำเนินงานไปได้โดยไม่มีกลไกที่ป้องกันการส่งสัญญาณที่มากเกินไป มีหลักฐานโดยปริยายว่า นิวเคลียสมีหางอาจมีบทบาทในการควบคุมการส่งสัญญาณในระบบประสาท ทำงานโดยวัดการทำงานอย่างรวมๆ ในเปลือกสมองแล้วควบคุมศักย์ขีดเริ่มเปลี่ยน สมอง
Frontal lobe ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหว การออกเสียง ความคิด ความจำ สติปัญญา บุคลิก ความรู้สึก พื้นอารมณ์ Temporal lobe ทำหน้าที่ควบคุมการได้ยิน การดมกลิ่น Occipital lobe ทำหน้าที่ควบคุมการมองเห็น Parietal lobe ทำหน้าที่ควมคุมความรู้สึกด้านการสัมผัส การพูด การรับรส สมองใหญ่
เทเลนเซฟาลอนทำหน้าที่เกี่ยวกับการสั่งการในร่างกายมนุษย์ หน้าที่ดังกล่าวเริ่มต้นภายในไพรมารี มอเตอร์ คอร์เท็กซ์ (primary motor cortex) และบริเวณอื่นๆ ในบริเวณสั่งการของกลีบสมองด้านหน้า เมื่อสมองส่วนนี้เสียไป สมองจะไม่สามารถส่งสัญญาณผ่านเส้นประสาทไปยังเส้นประสาทสั่งการของกล้ามเนื้อ และทำให้เกิดโรคที่เรียกว่า Motor Neurone Disease การเสื่อมของสมองประเภทนี้ทำให้เกิดกล้ามเนื้ออ่อนแรง และขาดความแม่นยำ มากกว่าทำให้เกิดอัมพาตทั้งตัว เปลือกสมอง
ในสมองดอง เปลือกสมองมีสีเทา ดังนั้น จึงมีชื่อว่าเนื้อเทา มีสีดังนั้นก็เพราะประกอบด้วยเซลล์ประสาทและแอกซอนที่ไม่มีปลอกไมอีลิน เปรียบเทียบกับเนื้อขาว (white matter) ที่อยู่ใต้เนื้อเทา ซึ่งประกอบด้วยแอกซอนที่โดยมากมีปลอกไมอีลิน ที่เชื่อมโยงกับเซลล์ประสาทในเขตต่าง ๆ ของเปลือกสมองและในเขตอื่น ๆ ของระบบประสาทกลาง การประมวลผลให้เป็นความกลัวในสมอง
มีการทดลองที่ได้ทำแล้วหลายอย่างเพื่อจะสืบหาว่า สมองแปลผลจากสิ่งเร้าได้อย่างไร และสัตว์มี การตอบสนองประกอบด้วยความกลัว</i>ที่เกิดขึ้นได้อย่างไร จริง ๆ แล้ว ความรู้สึกหวาดกลัว เป็นสิ่งที่กำหนดไว้กระทั่งในยีนของมนุษย์ เพราะความกลัวนั้นจำเป็นต่อการมีชีวิตรอดอยู่ได้ของแต่ละคน นอกจากนั้นแล้ว นักวิจัยยังพบว่า ความกลัวก่อร่างสร้างตัวอย่างไม่ได้อยู่ใต้อำนาจจิตใจ และเขตสมองชื่อว่า อะมิกดะลา มีบทบาทในการปรับสภาวะให้เกิดความกลัว (fear conditioning) เซลล์ประสาท
ความรู้เกี่ยวกับหน้าที่ของแอกซอนมาจากการศึกษาแอกซอนยักษ์ของปลาหมึก เพราะศึกษาได้ง่ายที่สุดเพราะมีขนาดยักษ์ (โดยเปรียบเทียบ) คือ หนา 0.5-1 มิลลิเมตร และยาวหลายเซนติเมตร นิวรอนที่พัฒนาเต็มที่แล้วจะอยู่ในสภาวะ postmitotic (G0 phase) อย่างถาวร[7] แต่ว่า งานวิจัยเริ่มต้นตั้งแต่ปี 2545 ก็แสดงว่า นิวรอนสามารถเพิ่มขึ้นทั่วสมองโดยเกิดจากเซลล์ประสาทต้นกำเนิด (neural stem cells) ผ่านกระบวนการกำเนิดเซลล์ (neurogenesis) แม้จะพบเซลล์เช่นนี้ทั่วสมอง แต่ก็ปรากฏมากที่สุดใน subventricular zone และ subgranular zone (ในฮิปโปแคมปัส)[8] Anterior cingulate cortex
การศึกษาผลความเสียหายต่อ ACC ช่วยให้เข้าใจหน้าที่ของ ACC ในสมองปกติ พฤติกรรมที่สัมพันธ์กับรอยโรคใน ACC รวมทั้ง ความไม่สามารถตรวจจับควา,ผิดพลาด, ความยากลำบากอย่างรุนแรงในการแก้ความขัดแย้งในงาน Stroop task, ความอ่อนไหวทางอารมณ์, การขาดความใส่ใจ, และสภาวะไม่พูดและเสียการเคลื่อนไหว (akinetic mutism)[4][5] มีหลักฐานว่าคนไข้โรคจิตเภทอาจมีความเสียหายใน ACC คืองานทดลองแสดงว่า คนไข้มีปัญหาในการแก้ความขัดแย้งกันทางปริภูมิในงานคล้าย ๆ กับ Stroop task และมี ERN ที่ผิดปกติ[5][14] ผู้ร่วมการทดลองที่มีสมาธิสั้น มีการทำงานใน dACC ที่ต่ำกว่าเมื่อต้องทำงาน Stroop task[24] รวม ๆ กันแล้ว สิ่งที่ค้นพบเหล่านี้กับผลที่ได้กับงานที่ใช้ MRI และ EEG ยืนยันว่า ACC มีหน้าที่การงานหลายอย่าง ภาวะไม่รู้ใบหน้า
ภาวะบอดใบหน้าอาจจะมีเหตุมาจากรอยโรคในส่วนต่างๆ ของสมองกลีบท้ายทอยด้านล่าง (คือเขตรู้หน้าในสมองกลีบท้ายทอย) รอยนูนรูปกระสวย (เขตรับรู้หน้าในรอยนูนรูปกระสวย) และสมองกลีบขมับด้านหน้า[7] การสร้างภาพสมองด้วยโพซิตรอนอีมิสชันโทโมกราฟีและ fMRI แสดงว่า ในผู้ที่<i data-parsoid='{"dsr":[17863,17876,2,2]}'>ไม่มีภาวะ</i>ไม่รู้หน้า เขตเหล่านี้จะเริ่มทำงานโดยตอบสนองต่อใบหน้าโดยเฉพาะ[3] เขตต่างๆ ในสมองกลีบท้ายทอยด้านล่าง โดยหลักมีบทบาทในการประมวลผลขั้นต้นๆ ของระบบการรู้หน้า และเขตต่างๆ ในสมองกลีบขมับด้านหน้าประสานข้อมูลเกี่ยวกับใบหน้า เสียง และชื่อของบุคคลที่คุ้นเคย[7] เซลล์ประสาท
ในกรณีโดยมาก นิวรอนเกิดจากเซลล์ต้นกำเนิดโดยเฉพาะ ๆ และนิวรอนในสมองผู้ใหญ่ปกติจะไม่มีการแบ่งเซลล์ แต่ก็พบว่า astrocyte ซึ่งเป็นเซลล์เกลีย (glial cell) รูปดาว สามารถเปลี่ยนเป็นนิวรอนได้เพราะมีลักษณะ pluripotency ของเซลล์ต้นกำเนิด กำเนิดของเซลล์ประสาท (Neurogenesis) โดยมากในสมองจะหยุดลงเมื่อถึงวัยผู้ใหญ่ แต่ก็มีหลักฐานที่ชัดเจนว่ามีนิวรอนเกิดใหม่จำนวนมากในเขตสมองสองเขต คือที่ฮิปโปแคมปัส และที่ olfactory bulb[2][3] ซึ่งเป็นโครงสร้างประสาทในสมองส่วนหน้าที่มีหน้าที่เกี่ยวกับการได้กลิ่น เปลือกสมอง
เปลือกสมองเป็นอนุพันธ์ของ (คือมีวิวัฒนาการสืบมาจาก) แพลเลียม (pallium[3]) ซึ่งเป็นโครงสร้างมีหลายชั้นพบในสมองส่วนหน้าของสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด แพลเลียมชนิดพื้นฐานเป็นชั้นรูปทรงกระบอกมีโพรงมีน้ำอยู่ภายใน รอบ ๆ ทรงกระบอกมีเขต 4 เขต ได้แก่ แพลเลียมด้านท้อง (ventral) แพลเลียมด้านใน (medial) แพลเลียมด้านหลัง (dorsal) และแพลเลียมด้านข้าง (lateral) ซึ่งมีสันนิษฐานว่า ก่อให้เกิดคอร์เทกซ์ใหม่ ฮิปโปแคมปัส อะมิกดะลา (amygdala) และ คอร์เทกซ์รูปชมพู่ (piriform cortex[4]) ภาวะสมองตาย
สำหรับผู้เห็นว่า เปลือกสมอง (cortex cerebri) เป็นเพียงส่วนเดียวในร่างกายที่มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการรับรู้ต่าง ๆ ของมนุษย์ มักเห็นว่าการสิ้นสุดลงของกิจกรรมทางศักย์ดังกล่าวควรใช้เป็นที่ตัดสินว่าบุคคลตายแล้วเพียงประการเดียว อย่างไรก็ดี มีหลายกรณีที่เลือดไม่ไปหล่อเลี้ยงสมองเพราะความกดดันในกะโหลกศีรษะ อันเป็นผลให้สมองทั้งส่วนไม่ทำงาน และร่างกายขาดการรับรู้ในที่สุด ซึ่งหมายความว่าไม่ได้มีแค่เปลือกสมองเท่านั้นที่อาจส่งผลต่อการรับรู้ของร่างกาย ฮิปโปแคมปัส
ฮิปโปแคมปัส () เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของสมองของมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ ฮิปโปแคมปัสเป็นส่วนหนึ่งของระบบลิมบิก (limbic system) ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการสร้างความทรงจำระยะยาวและการกำหนดทิศทางในที่ว่าง โครงสร้างนี้มีลักษณะเป็นคู่อยู่ด้านข้างซ้ายและขวาของสมองเหมือนกับซีรีบรัล คอร์เท็กซ์ ในมนุษย์และไพรเมตชนิดอื่น ๆ ฮิปโปแคมปัสวางตัวในสมองกลีบขมับส่วนใกล้กลาง (medial temporal lobe) ของสมองภายใต้พื้นผิวเปลือกคอร์เท็กซ์ รูปร่างของฮิปโปแคมปัสมีลักษณะโค้งจนนักกายวิภาคศาสตร์ในยุคแรกเปรียบเทียบว่าเหมือนกับเขาของแกะ () หรือเหมือนม้าน้ำ ดังจะเห็นจากชื่อ "ฮิปโปแคมปัส" มาจากภาษากรีกของคำว่าม้าน้ำ (กรีก: ιππος, "hippos" = ม้า, καμπος, "kampos" = ปีศาจทะเล) สมองน้อย
รอยโรคที่เกิดในซีรีเบลลัมไม่ก่อให้เกิดกล้ามเนื้ออ่อนแรงหรือทำให้เกิดอัมพาต แต่จะเกิดความผิดปกติในการส่งข้อมูลกลับซึ่งทำให้เกิดความผิดปกติในการเคลื่อนไหวละเอียด, การรักษาสมดุล, ท่าทางและตำแหน่งของร่างกาย, และการเรียนรู้การสั่งการ การสังเกตของนักสรีรวิทยาในช่วงศตวรรษที่ 18 บ่งชี้ว่าผู้ป่วยที่เกิดความเสียหายที่ซีรีเบลลัมจะมีปัญหาในการประสานการสั่งการ (motor coordination) และการเคลื่อนไหว การวิจัยเกี่ยวกับหน้าที่ของซีรีเบลลัมในช่วงต้นถึงกลางศตวรรษที่ 19 จะศึกษาจากรอยโรคและการลองตัดซีรีเบลลัมในสมองของสัตว์ทดลอง นักวิจัยทางสรีรวิทยาได้บันทึกว่ารอยโรคดังกล่าวทำให้สัตว์มีการเคลื่อนไหวที่ผิดปกติ, ท่าเดินเงอะงะ, และกล้ามเนื้ออ่อนแรง จากการสังเกตในช่วงเวลานั้นทำให้เกิดข้อสรุปว่าซีรีเบลลัมเป็นโครงสร้างเกี่ยวกับการควบคุมการสั่งการ อย่างไรก็ตามในการวิจัยสมัยใหม่แสดงว่าซีรีเบลลัมมีหน้าที่ที่หลากหลายกว่าไม่ว่าจะเป็นหน้าที่เกี่ยวกับกระบวนการคิด (ประชาน; cognition) , เช่น ความใส่ใจ, และกระบวนการทางภาษา, ดนตรี, และสิ่งกระตุ้นชั่วคราวอื่นๆ ภาวะสมองเสื่อม
ภาวะสมองเสื่อม หรือ โรคสมองเสื่อม (, มาจากภาษาละติน "de-" "ออกไป" และ "mens" มาจาก "mentis" "จิตใจ") เป็นภาวะการเสื่อมถอยของหน้าที่การรับรู้อันเนื่องมาจากความเสียหายหรือโรคที่เกิดในสมองซึ่งมักเกิดจากการเสื่อมถอยไปตามอายุ แม้ว่าภาวะสมองเสื่อมจะเกิดขึ้นโดยปกติในประชากรผู้สูงอายุ แต่ก็อาจเกิดขึ้นได้ในผู้ใหญ่ในทุกระยะ สำหรับกลุ่มอาการที่คล้ายคลึงกันอันเนื่องมาจากหน้าที่ของสมองผิดปกติในประชากรที่อายุน้อยกว่าวัยผู้ใหญ่จะเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ความผิดปกติในพัฒนาการ (developmental disorders) สมองมนุษย์
เปลือกสมองมนุษย์เป็นชั้นเนื้อเยื่อประสาทหนาที่คลุมสมองส่วนใหญ่ ชั้นนี้พับเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวซึ่งสามารถจุในปริมาตรเท่าที่มี รูปแบบการพับเหมือนกันในแต่ละบุคคล แม้มีการแปรผันเล็กน้อยอยู่มาก เปลือกสมองแบ่งเป็นสี่ "กลีบ" เรียก กลีบหน้า กลีบข้าง กลีบขมับและกลีบท้ายทอย (ระบบจำแนกบางระบบยังรวมกลีบลิมบิกและถือเปลือกอินซูลาร์ [insular cortex] เป็นกลีบหนึ่งด้วย) ในแต่ละกลีบมีพื้นที่เปลือกจำนวนมาก แต่ละพื้นที่กลีบสัมพันธ์กับหน้าที่เฉพาะ ซึ่งรวมการเห็น การควบคุมสั่งการและภาษา เปลือกสมองฝั่งซ้ายและขวาโดยคร่าว ๆ มีรูปทรงคล้ายกัน และพื้นที่กลีบส่วนมากมีซ้ำกันทั้งสองขวา ทว่า บางพื้นที่มีเฉพาะข้างหนึ่งอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พื้นที่ซึ่งเกี่ยวข้องกับภาษา ในคนส่วนมาก ซีกซ้าย "เด่น" สำหรับภาษา ขณะที่ซีกขวามีบทบาทเพียงเล็กน้อย มีหน้าที่อื่นเช่น มิติสัมพันธ์ ซึ่งซีกขวาโดยปกติเด่น เปลือกสมองส่วนการเห็น
มีการเสนอว่าระบบต่าง ๆ ในทางสัญญาณด้านท้อง ตั้งแต่สายตาจนไปถึงฮิปโปแคมปัส ทั้งหมดสำคัญต่อความทรงจำทางตา[35] ทฤษฎีนี้ ซึ่งต่างจากทฤษฎีที่มีการยอมรับมากกว่า พยากรณ์ว่า การเปลี่ยนแปลงความทรงจำที่เกี่ยวข้องกับการรู้จำอารมณ์ (object recognition memory - ตัวย่อว่า ORM) สามารถทำได้โดยการควบคุม V2 ซึ่งเป็นเขตที่มีการเชื่อมต่ออย่างสูงกับระบบในทางสัญญาณด้านท้อง ในงานวิจัยเร็ว ๆ นี้งานหนึ่ง พบว่า เซลล์ในชั้น 6 ของ V2 มีบทบาทสำคัญในการเก็บรักษาความจำของการรู้จำอารมณ์ (ORM) และในการเปลี่ยนความจำระยะสั้นไปเป็นความจำระยะยาว[36]