ระดับเซลล์ anterior cingulate cortex  มีนิวรอนพิเศษคือเซลล์รูปอะไร?
Anterior cingulate cortex
ในระดับเซลล์ ACC มีนิวรอนพิเศษคือเซลล์รูปกระสวย (spindle cell) มากอย่างไม่เหมือนใคร[7] เป็นเซลล์ที่มีวิวัฒนาการไม่นานนัก ซึ่งพบแต่ในมนุษย์, ลิงใหญ่อื่น ๆ, สัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมทางทะเล (cetacean) และช้าง เป็นเซลล์ที่มีบทบาทในหน้าที่พิเศษของเขตสมองนี้ เกี่ยวกับการแก้ปัญหาที่ยาก และในโรคประสาทที่เกี่ยวกับ ACC[8]
รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
ข้อมูลเกี่ยวกับสีและรูปร่างมาจากเซลล์ P ซึ่งเป็น ganglion cell ในเรตินาที่รับข้อมูลต่อจากเซลล์รูปกรวยโดยหลัก
ดังนั้นจึงไวต่อความต่าง ๆ กันของรูปร่างและสี
เปรียบเทียบกับเซลล์ M ที่รับข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวจากเซลล์รูปแท่งโดยหลัก
นิวรอนใน ITC ซึ่งมีอีกชื่อหนึ่งว่า inferior temporal visual association cortex
ประมวลข้อมูลที่มาจากเซลล์ P 
นิวรอนใน ITC มีเอกลักษณ์หลายอย่าง
ที่อาจจะเป็นคำอธิบายว่า ทำไมเขตนี้จึงจำเป็นในการรู้จำรูปแบบต่าง ๆ 
คือ มันตอบสนองต่อตัวกระตุ้นทางตาเท่านั้น และลานรับสัญญาณของมันจะรวมส่วนรอยบุ๋มจอตา (fovea) ด้วย 
ซึ่งอาจจะเป็นส่วนของเรตินาที่มีเซลล์รับแสงหนาแน่นที่สุดและมีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการเห็นที่ชัดเจนกลางลานสายตา
ลานรับสัญญาณของเซลล์ใน ITC มักจะมีขนาดใหญ่กว่าของนิวรอนในคอร์เทกซ์ลาย
และมักขยายข้ามแนวกลาง (midline) รวมข้อมูลจากลานสายตาทั้งสองข้างเป็นเขตแรก
นิวรอนของ IT เลือกตอบสนองต่อรูปร่างและสี
และมักจะตอบสนองต่อรูปร่างซับซ้อนมากกว่ารูปร่างที่ง่าย ๆ
มีนิวรอนจำนวนน้อยเปอร์เซ็นต์จำนวนหนึ่งที่เลือกตอบสนองต่อส่วนเฉพาะของใบหน้า
ข้อมูลใบหน้าและน่าจะข้อมูลรูปร่างที่ซับซ้อนอื่น ๆ ด้วย รับการเข้ารหัสโดยเป็นการทำงานเป็นลำดับในกลุ่มของเซลล์
และเซลล์ใน IT ก็ปรากฏว่ามีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการทรงจำรูปร่างซับซ้อนเหล่านี้ทั้งในระยะสั้นและระยะยาวขึ้นอยู่กับเหตุการณ์ เซลล์ประสาท
นิวรอนกับเซลล์เกลียที่เป็นตัวสนับสนุนโดยโครงสร้างและเมแทบอลิซึม รวมกันเป็นระบบประสาท ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง นิวรอนส่วนมากจะอยู่ในระบบประสาทกลาง (CNS) แต่ก็มีบางส่วนอยู่ที่ปมประสาท (ganglia) ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) และมีเซลล์ประสาทรับความรู้สึกจำนวนมากในอวัยวะรับความรู้สึกเช่นจอตาและหูชั้นในรูปหอยโข่ง (cochlea) Superior colliculus
ชั้นใต้ผิวรับข้อมูลโดยหลักจากจอตา
จากเขตสายตาต่าง ๆ ในเปลือกสมอง
และจากโครงสร้างที่เนื่องกับ SC ที่เรียกว่า pretectum และ parabigeminal nucleus
ใยประสาทจากจอตาครอบคลุมทุกส่วนของชั้นใต้ผิว และเป็นใยประสาทที่มาจากตาทั้งสองข้าง
แม้ว่าใยประสาทที่มาจากตาด้านตรงข้ามจะมีมากกว่า
ส่วนใยประสาทจากคอร์เทกซ์มากที่สุดมาจากคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (เขตบร็อดแมนน์ 17)
คอร์เทกซ์สายตาทุติยภูมิ (เขตบร็อดแมนน์ 18 และเขตบร็อดแมนน์ 19)
และจาก frontal eye fields
ส่วน parabigeminal nucleus มีบทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งในหน้าที่ของ SC ที่จะกล่าวต่อไป เซลล์พีระมิด
นิวรอนพีระมิดเป็นนิวรอนหลักภายในลำเส้นใยประสาทเปลือกสมอง-ไขสันหลัง (corticospinal tract)
การทำงานของระบบสั่งการปกติจะต้องอาศัยพัฒนาการเป็นการเชื่อมต่อกันระหว่างแอกซอนภายในลำเส้นใยประสาทเปลือกสมอง-ไขสันหลังกับไขสันหลัง
โดยแอกซอนของนิวรอนจะยื่นไปเชื่อมต่อที่จุดต่าง ๆ ขึ้นอยู่กับ growth factor
เช่น เมื่อเชื่อมต่อกันอย่างถูกต้อง นิวรอนพีระมิดจะมีบทบาทในวงจรที่ทำให้เคลื่อนไหวอาศัยสายตาได้ เซลล์ประสาท
Basket cell (เซลล์ตะกร้า) เป็นเซลล์ประสาทต่อประสาน (interneuron) ที่มีข่ายแอกซอนหนาแน่นรอบ ๆ ตัวของเซลล์เป้าหมาย พบอยู่ในเปลือกสมองและสมองน้อย Betz cell เป็นนิวรอนสั่งการขนาดใหญ่ Lugaro cell เป็นเซลล์ประสาทต่อประสานของสมองน้อย Medium spiny neuron เป็นนิวรอนโดยมากใน corpus striatum เซลล์เพอร์คินจี เป็นนิวรอนขนาดใหญ่มากอยู่ในสมองน้อย เป็นนิวรอนหลายขั้วแบบ Golgi I เซลล์พิระมิดเป็นนิวรอนที่มีตัวเซลล์เป็นรูปสามเหลี่ยม เป็นนิวรอนหลายขั้วแบบ Golgi I Renshaw cell เป็นนิวรอนที่มีขั้วทั้งสองเชื่อมกับเซลล์ประสาทสั่งการแบบอัลฟา Unipolar brush cell เป็นเซลล์ประสาทต่อประสานที่มีปลายเดนไดรต์ดูเหมือนกับพุ่มไม้ Granule cell เป็นนิวรอนหลายขั้วแบบ Golgi II Anterior horn cell เป็นเซลล์ประสาทสั่งการ (Motor neuron) ที่อยู่ในไขสันหลัง Spindle cell เป็นเซลล์ประสาทต่อประสานที่เชื่อมเขตที่อยู่ห่าง ๆ ในสมอง เซลล์รับแสง
ในส่วนเบื้องต้น Notch signaling pathway จะทำให้เกิดการหมุนเวียนของเซลล์บรรพบุรุษ (progenitor cycling) เพราะฉะนั้น เซลล์รับแสงตั้งต้น (Photoreceptor precursor) จะเกิดขึ้นได้ก็เมื่อเกิดการยับยั้ง Notch signaling pathway และมีการทำงานในระดับที่สูงขึ้นของกระบวนการต่าง ๆ รวมทั้งกลุ่มยีน achaete-scute complex (หรือ achaete-scute homologue) ส่วน แฟกเตอร์ OTX2 กำหนดชะตาเซลล์ให้เป็นเซลล์รับแสง ส่วน CRX กำหนดยีนของเซลล์รับแสงที่จะเกิดการแสดงออก ส่วนการแสดงออกของ NRL กำหนดชะตาของเซลล์ให้เป็นเซลล์รูปแท่ง ส่วน NR2E3 ทำการกำหนดชะตาเป็นเซลล์รูปแท่งให้มั่นคงยิ่งขึ้นโดยห้ามการแสดงออกของยีนเซลล์รูปกรวย ส่วนแฟกเตอร์ RORbeta ใช้ในการพัฒนาทั้งของเซลล์รูปแท่งและทั้งของเซลล์รูปกรวย ส่วน TRbeta2 กำหนดชะตาให้เป็นเซลล์รูปกรวยแบบ M ถ้าเอาออกแฟกเตอร์ใดแฟกเตอร์หนึ่งที่กล่าวมาแล้ว ชะตาโดยปริยายของเซลล์ก็คือเซลล์รูปกรวยแบบ S ให้สังเกตว่าขั้นตอนต่าง ๆ เหล่านี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาต่าง ๆ กันสำหรับสัตว์สปีชีส์ต่าง ๆ กัน ผ่านกระบวนการซับซ้อนต่าง ๆ ที่มีผลเป็นลักษณะทางพันธุกรรมที่แตกต่างกัน ถ้าตัวควบคุมกระบวนการเหล่านี้เกิดความเสียหาย โรค retinitis pigmentosa จอตาเสื่อมที่จุดภาพชัด (macular degeneration) และความผิดปกติทางตาอย่างอื่นอาจเกิดขึ้น[20] ความจำชัดแจ้ง
โครงสร้างทางประสาทหลายอย่างรับการเสนอว่ามีบทบาทเกี่ยวกับความจำชัดแจ้ง
ที่โดยมากอยู่ในสมองกลีบขมับหรือโครงสร้างที่สัมพันธ์กันในระดับสูง เช่นอะมิกดะลา, ฮิปโปแคมปัส, rhinal cortex ในสมองกลีบขมับ และ prefrontal cortex 
นอกจากนั้นแล้ว นิวเคลียสต่าง ๆ ในทาลามัสก็มีส่วนร่วมด้วย
เพราะว่ามีการเชื่อมต่อกันอย่างมากมายระหว่าง prefrontal cortex กับคอร์เทกซ์สมองกลีบขมับผ่านทาลามัส 
เขตต่าง ๆ ที่เป็นวงจรระบบความจำชัดแจ้งรับข้อมูลจากคอร์เทกซ์ใหม่และจากระบบต่าง ๆ ในก้านสมองรวมทั้งระบบที่ใช้สารสื่อประสาท acetylcholine, เซโรโทนิน, และ noradrenaline 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] ระบบรู้กลิ่น
anterior olfactory nucleus ซึ่งเชื่อมป่องรับกลิ่นทั้งสองซีกผ่านส่วนหนึ่งของ anterior commissure cortical nuclei of the amygdala olfactory tubercle entorhinal cortex piriform cortex ซึ่งพิจารณาว่าเป็นส่วนหลักในเปลือกสมองที่แปลผลข้อมูลกลิ่น เซลล์ประสาท
Bullock, T.H., Bennett, M.V.L., Johnston, D., Josephson, R., Marder, E., Fields R.D. 2005. The Neuron Doctrine, Redux, Science, V.310, p.791-793. Ramón y Cajal, S. 1933 Histology, 10th ed., Wood, Baltimore. Richard S. Snell: Clinical neuroanatomy (Lippincott Williams & Wilkins, Ed.6th 2006) Philadelphia, Baltimore, New York, London. ISBN 978-963-226-293-2 Roberts A., Bush B.M.H. 1981. Neurones Without Impulses. Cambridge University Press, Cambridge. Peters, A., Palay, S.L., Webster, H, D., 1991 The Fine Structure of the Nervous System, 3rd ed., Oxford, New York รอยนูนหลังร่องกลาง
รอยนูนหลังร่องกลาง (, ) ด้านข้างของสมอง เป็นโครงสร้างที่โดดเด่นในสมองกลีบข้างของมนุษย์ และเป็นจุดสังเกตที่สำคัญ เป็นที่อยู่ของคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายปฐมภูมิ (primary somatosensory cortex) เป็นเขตรับสัญญาณความรู้สึกหลักของระบบรับความรู้สึกทางกาย (somatosensory system) และเหมือนกับเขตรับความรู้สึกอื่น ๆ เขตนี้มีแผนที่ปริภูมิของความรู้สึกซึ่งเรียกว่า "cortical homunculus" ชีววิทยาของความซึมเศร้า
คนไข้โรคซึมเศร้ายังแสดงการทำงานเชื่อมกันที่สูงกว่าระหว่าง default mode network กับสมองเขต subgenual cingulate และ ventromedial prefrontal cortex ที่ติด ๆ กัน เทียบกับคนปกติ หรือเทียบกับคนไข้ภาวะสมองเสื่อมหรือออทิซึม
งานศึกษาจำนวนมากเสนอว่าเขต subgenual cingulate มีบทบาทสำคัญในการทำหน้าที่ผิดปกติที่เป็นลักษณะของโรคซึมเศร้า
การทำงานที่เพิ่มขึ้นของ default mode network ในระหว่างการครุ่นคิด และการทำงานเชื่อมต่อกันที่ผิดปกติระหว่างเครือข่ายกับเขต subgenual cingulate อาจเป็นเหตุที่คนไข้ซึมเศร้ามักจะติดกับอยู่กับความคิดเกี่ยวกับตนในเชิงลบที่บ่อยครั้งเป็นลักษณะกำหนดโรค
แต่ว่า ยังต้องมีงานวิจัยเพิ่มขึ้นเพื่อที่จะเข้าใจให้แม่นยำว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างเครือข่ายต่าง ๆ เหล่านี้เกี่ยวข้องกับอาการโดยเฉพาะ ๆ ของโรคอย่างไร เปลือกสมอง
at NeuroNames at the BrainMaps project Comprehensive article about the structure and function of the primary visual cortex. Image of the basic cell types of the monkey cerebral cortex. Different topics on cortical development in the form of columns written by leading scientists. via the Neuroscience Information Framework กลีบท้ายทอย
คอร์เทกซ์สายตาขั้นปฐม เป็นส่วนเดียวกับ เขตบร็อดแมนน์ 17 เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า V1 ซึ่งในมนุษย์ อยู่ที่สมองกลีบท้ายทอยใกล้กลาง (medial) ภายในร่องแคลคารีน (calcarine sulcus) เขต V1 นั้น บ่อยครั้งดำเนินต่อไปทางด้านหลังของสมองกลีบท้ายทอย และบ่อยครั้งเรียกว่า คอร์เทกซ์ลาย (striate cortex) เพราะเป็นเขตที่ระบุได้โดยริ้วลายขนาดใหญ่ของปลอกไมอีลิน ที่เรียกว่า ลายเจ็นนารี (Stria of Gennari) นิวเคลียสมีหาง
สมองมีเซลล์ประสาทเป็นจำนวนมากซึ่งมีการเชื่อมต่อซึ่งกันและกันเป็นไซแนปส์แบบเร้า (excitatory synapses) เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่มีส่วนประกอบที่มีการป้อนกลับเชิงบวก ดังนั้น เป็นความยากที่ระบบเช่นนี้จะดำเนินงานไปได้โดยไม่มีกลไกที่ป้องกันการส่งสัญญาณที่มากเกินไป มีหลักฐานโดยปริยายว่า นิวเคลียสมีหางอาจมีบทบาทในการควบคุมการส่งสัญญาณในระบบประสาท ทำงานโดยวัดการทำงานอย่างรวมๆ ในเปลือกสมองแล้วควบคุมศักย์ขีดเริ่มเปลี่ยน Suprachiasmatic nucleus
suprachiasmatic nucleus (พหูพจน์: nuclei ตัวย่อ SCN) เป็นเขตเล็ก ๆ ในไฮโปทาลามัสอยู่ติดกับด้านบนของส่วนไขว้ประสาทตา (optic chiasm)
มีหน้าที่ในการควบคุมจังหวะรอบวัน (circadian rhythm)
มีนิวรอนประมาณ 20,000 ตัวที่เป็นเหตุของการทำงานในระบบประสาทและทางฮอร์โมน เพื่อควบคุมการทำงานของร่างกายให้เป็นวงจรรอบ 24 ช.ม. 
ในงานวิจัยหนึ่งในหนู ปรากฏว่า SCN มักจะฝ่อลงเมื่ออายุมากขึ้น เซลล์ประสาท
ส่วนต่าง ๆ ของนิวรอนมองโดยทั่วไปว่า ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ แต่ว่า ทั้งเดนไดรต์และแอกซอนก็มักจะทำอะไรที่ต่างไปจากหน้าที่ "หลัก" ของมัน ปลายประสาทเมอร์เกิล
ปลายประสาทที่มีรูปเป็นจานแบน แต่ละอันจะแนบติดกับเซลล์เมอร์เกิลที่มีลักษณะทางเคมีที่ต่างกัน[5] ซึ่งรวมกันบางครั้งเรียกว่า Merkel cell-neurite complex หรือ Merkel disk receptor ใยประสาทอาจแยกเป็นสาขา ๆ โดยแต่ละสาขามีปลายเป็นเซลล์เมอร์เกิล[8] สาขาต่าง ๆ ของใยประสาทเดียวอาจแยกส่งไปถึงเซลล์เมอร์เกิลในกลุ่มต่าง ๆ ที่แยกกัน[9] และเซลล์เมอร์เกิลแต่ละตัวอาจมีแอกซอนส่งมาถึงมากกว่าหนึ่งใย[5] เซลล์ประสาท
เซลล์ประสาท[1] หรือ นิวรอน (English: neuron, /ˈnjʊərɒn/ NYEWR-on, หรือ /ˈnʊərɒn/ NEWR-on) เป็นเซลล์เร้าได้ด้วยพลัง ของเซลล์อสุจิที่ทำหน้าที่ประมวลและส่งข้อมูลผ่านสัญญาณไฟฟ้าและเคมี โดยส่งผ่านจุดประสานประสาท (synapse) ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อโดยเฉพาะกับเซลล์อื่น ๆ นิวรอนอาจเชื่อมกันเป็นโครงข่ายประสาท (neural network) และเป็นองค์ประกอบหลักของสมองกับไขสันหลังในระบบประสาทกลาง (CNS) และของปมประสาท (ganglia) ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) นิวรอนที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ รวมทั้ง Lateral geniculate nucleus
ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม วิถีประสาทใหญ่ที่สุดสองวิถีที่เชื่อมตากับสมองก็คือส่วนที่ส่งไปยังด้านหลังของ LGN ในทาลามัส (ที่เรียกว่า LGNd)
และส่วนที่ส่งไปยัง superior colliculus
ซีกสมองทั้งซีกซ้ายและขวามี LGN
ซึ่งมีชื่อที่แปลว่า "นิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง" (lateral geniculate nucleus) ก็เพราะว่า มีรูปคล้ายกับเข่าที่งอ (คือ genu เป็นภาษาละตินแปลว่า "เข่า")
ในสัตว์อันดับวานรรวมทั้งมนุษย์
LGN มีเซลล์อยู่เป็นชั้น ๆ แต่ละชั้นมี neuropil อยู่ในระหว่าง
ในมนุษย์ LGN มีชั้น 6 ชั้น
คือ ชั้นด้านใน 1 และ 2 เรียกว่า magnocellular layer
ในขณะที่ชั้นด้านนอกอีก 4 ชั้น คือ 3-4-5-6 เรียกว่า parvocellular layer
นอกจากนั้นแล้ว ยังมีชั้น koniocellular layer
อยู่ที่ด้านล่างของแต่ละชั้นของ magnocellular layer และ parvocellular layer
ชั้นหลัก ๆ และชั้นย่อย ๆ เหล่านี้แตกต่างกันไปในระหว่างสปีชีส์ของสัตว์อันดับวานร เซลล์ประสาท
ส่งสัญญาณเรื่อย ๆ (Tonic or regular spiking) นิวรอนบางอย่างปกติส่งสัญญาณเรื่อย ๆ ยกตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาทต่อประสาน (interneuron) ของ neurostriatum ส่งสัญญาณเป็นชุด ๆ (Phasic or bursting) นิวรอนที่ส่งสัญญาณเป็นชุด ๆ เรียกว่า phasic neuron ส่งสัญญาณเร็ว (Fast spiking) นิวรอนบางอย่างเด่นตรงที่อัตราการส่งสัญญาณสูง ยกตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาทต่อประสาทแบบยับยั้งในเปลือกสมองบางอย่าง เซลล์ใน globus pallidus และ Retinal ganglion cell[17][18] เปลือกสมองส่วนการเห็น
ในระยะหลัง ๆ (หลังจาก 100 มิลลิวินาที) นิวรอนใน V1 ก็ยังมีความไวต่อภาพรวม (global organisation) ของสิ่งที่แวดล้อมตัวกระตุ้นเพิ่มขึ้นอีกด้วย[20] ความไวที่เกิดเพิ่มขึ้นอย่างนี้ น่าจะเกิดจากสัญญาณป้อนกลับของคอร์เทกซ์ระดับสูงมายังคอร์เทกซ์ระดับล่าง (คือ V1) และจากสัญญาณนิวรอนปิรามิดภายใน V1 เอง[21] ในขณะที่การส่งสัญญาณต่อไปข้างหน้า เป็นสัญญาณที่ขับหรือผลักให้เพิ่ม (driving) การส่งสัญญาณป้อนกลับโดยมากเป็นสัญญาณเพื่อปรับเปลี่ยน (modulatory)[22] หลักฐานในงานวิจัยแสดงว่า สัญญาณป้อนกลับที่มาจากคอร์เทกซ์ระดับสูงเช่น V4, คอร์เทกซ์กลีบขมับด้านล่าง, และ MT ซึ่งมีลานรับสัญญาณที่ใหญ่และซับซ้อนมากกว่า สามารถเปลี่ยนแปลงและเปลี่ยนรูปปฏิกิริยาของนิวรอนใน V1 หลักฐานนี้สามารถอธิบายการรับสัญญาณของนิวรอนใน V1 ที่เปลี่ยนไปจากการรับสัญญาณแบบดั้งเดิม (ที่ไม่ประกอบด้วยสัญญาณป้อนกลับ) โดยประมวลสัญญาณของสิ่งแวดล้อมซึ่งอยู่นอกลานรับสัญญาณของนิวรอนเพิ่มเข้าไปอีกด้วย[23] Superior colliculus
optic tectum หรือเรียกสั้น ๆ ได้ว่า tectum เป็นโครงสร้างคู่ที่เป็นองค์ประกอบที่สำคัญในสมองส่วนกลางของสัตว์มีกระดูกสันหลัง
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โครงสร้างนี้มักจะเรียกกันว่า superior colliculus (ตัวย่อ SC)
เป็นโครงสร้างที่มีลักษณะเป็นชั้น ๆ แม้ว่าจำนวนชั้นจะแตกต่างกันไปในสัตว์สปีชีส์ต่าง ๆ
ชั้นนอก ๆ มีหน้าที่เกี่ยวกับประสาทสัมผัส และรับข้อมูลมาจากทั้งตาและระบบรับความรู้สึกอื่น ๆ 
ส่วนชั้นที่ลึก ๆ ลงไปมีหน้าที่เกี่ยวกับการสั่งการ (motor) มีความสามารถในการเริ่มการเคลื่อนไหวของตาและเริ่มการตอบสนองในระบบอื่น ๆ
ส่วนชั้นในระหว่างกลางมีนิวรอนที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับประสาทสัมผัสหลายทาง และเกี่ยวกับการสั่งการด้วย ระบบรางวัล
โครงสร้างทางสมองที่เป็นส่วนของระบบรางวัลรวมทั้ง ventral tegmental area (ตัวย่อ VTA), ventral striatum (โดยเฉพาะก็คือ nucleus accumbens), dorsal striatum, prefrontal cortex, anterior cingulate cortex, insular cortex, ฮิปโปแคมปัส, ไฮโปทาลามัส, อะมิกดะลา, และส่วนที่เหลือของ extended amygdala (คือ central nucleus of the amygdala, sublenticular substantia innominata, nucleus accuinbens shell และ stria terminalis) ระบบประสาทกลาง
ซีเอ็นเอสสมอง (Brain) สมองส่วนหน้า (Procencephalon) เทเลนเซฟาลอน (Telencephalon) ไรเนนเซฟาลอน (Rhinencephalon) , อะมิกดาลา (Amygdala) , ฮิปโปแคมปัส (Hippocampus) , นีโอคอร์เทกซ์ (Neocortex) , โพรงสมองข้าง (Lateral ventricles) ไดเอนเซฟาลอน (Diencephalon) อิพิทาลามัส (Epithalamus) , ทาลามัส (Thalamus) , ไฮโปทาลามัส (Hypothalamus) , ซับทาลามัส (Subthalamus) , ต่อมใต้สมอง (Pituitary gland) , ต่อมไพเนียล (Pineal gland) , โพรงสมองที่สาม Third ventricle ก้านสมอง (Brain stem) สมองส่วนกลาง (Mesencephalon) เทคตัม (Tectum) , ซีรีบรัล พีดังเคิล (Cerebral peduncle) , พรีเทคตัม (Pretectum) , ท่อน้ำสมอง (Mesencephalic duct) สมองส่วนท้าย (Rhombencephalon) มีเทนเซฟาลอน (Metencephalon) พอนส์ (Pons) , ซีรีเบลลัม (Cerebellum) , ไมอีเลนเซฟาลอน (Myelencephalon) เมดัลลาออบลองกาตา (Medulla oblongata) ไขสันหลัง (Spinal cord) ระบบประสาทกลาง
ในการพัฒนาของทารกในครรภ์ ระบบประสาทกลางจะเริ่มจากการสร้างเป็นนิวรัล เพลต (neural plate) ซึ่งเป็นโครงสร้างพิเศษของเอกโทเดิร์ม (ectoderm) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อของตัวอ่อนชั้นนอกที่สุด ระหว่างการเจริญของเอ็มบริโอ นิวรัล เพลตจะพับขึ้นและเกิดเป็นท่อเรียกว่า นิวรัล ทูบ (neural tube) ช่องว่างกลวงภายในท่อนิวรัล ทูบจะพัฒนาต่อมาเป็นระบบช่องว่างในสมองและไขสันหลัง (ventricular system) บริเวณในนิวรัล ทูบจะมีการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ (Cellular differentiation) เป็น transversal systems ในตอนแรกนิวรัล ทูบจะพัฒนาเปลี่ยนแปลงไปเป็น 2 ส่วนหลักๆ ได้แก่ สมอง อยู่ด้านหัว (rostral/cephalic) และไขสันหลัง ที่อยู่ด้านหาง (caudal) ต่อมาสมองจะพัฒนาเป็นสมองส่วนหน้าหรือโปรเซนเซฟาลอน (procencephalon) และก้านสมอง (brain stem) หลังจากนั้นสมองส่วนหน้าจะแบ่งออกเป็นเทเลนเซฟาลอน (telencephalon) และไดเอนเซฟาลอน (diencephalon) ส่วนก้านสมองจะแบ่งเป็นสมองส่วนกลางหรือมีเซนเซฟาลอน (mesencephalon) และสมองส่วนท้ายหรือรอมเบนเซฟาลอน (rhombencephalon) Anterior cingulate cortex
ทฤษฎี Reinforcement learning ERN theory เสนอว่า เมื่อการตอบสนองจริง ๆ และการตอบสนองที่ควรจะเป็นไม่เหมือนกัน จะทำให้เกิดคลื่น ERN[4][14] นอกจากนั้นแล้ว ทฤษฎีนี้พยากรณ์ว่า เมื่อ ACC ได้รับข้อมูลที่ขัดแย้งกันจากเขตประมวลผลต่าง ๆ ในสมอง มันจะกำหนดและจัดแจง เขตสมองที่จะมีอำนาจเหนือระบบสั่งการ (motor system) ที่ควบคุมพฤติกรรมตอบสนอง เชื่อกันว่า ระบบประสาทที่ใช้สารโดพามีน มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบนี้ โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับการคาดหวังว่าเหตุการณ์หนึ่ง ๆ จะมีผลอย่างไร ERN จึงเป็นเหมือนกับตัวบ่งชี้ว่า เหตุการณ์กำลังเป็นไปอย่างไม่ได้คาดหวัง[15] งานศึกษา feedback ERN แสดงหลักฐานว่า สัญญาณจะมีแอมพลิจูดที่สูงกว่า เมื่อสิ่งที่เกิดขึ้นผิดกับความคาดหวังมาก กล่าวอีกนัยก็คือ ถ้าเหตุการณ์หนึ่งไม่น่าจะเกิดขึ้น แล้วผู้ร่วมการทดลองตรวจจับข้อผิดพลาดนั้นไม่ได้ เมื่อตัวบ่งชี้แสดงว่ามีการทำงานผิดพลาด feedback ERN ก็จะมีแอมพลิจูดที่สูงกว่า งานศึกษาอื่นได้ตรวจสอบการทำงานของ ERN โดยปรับเปลี่ยนค่าความเสียหายของความผิดพลาด แล้วเช็คการตอบสนองที่เกิดขึ้น[14] เซลล์ประสาท
แม้ว่า นิวรอนและแอกซอนที่บาง ๆ จะมีระดับเมแทบอลิซึมที่น้อยกว่า (ใช้พลังงานน้อยกว่า) เพื่อสร้างและส่งศักยะงาน แต่ว่า แอกซอนที่หนากว่าสามารถส่งพัลส์ไฟฟ้าได้เร็วกว่า เพื่อลดระดับเมแทบอลิซึมให้มากที่สุดและส่งสัญญาณให้เร็วที่สุด นิวรอนจำนวนมากมีปลอกไมอีลินหุ้มแอกซอน ซึ่งเกิดจากเซลล์เกลีย คือโอลิโกเดนโดรไซต์ในระบบประสาทกลาง (CNS) และเซลล์ชวานน์ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) ปลอกช่วยให้ศักยะงานวิ่งไปได้เร็วกว่าแม้ในแอกซอนที่มีขนาดเดียวกัน และยังใช้พลังงานน้อยกว่าอีกด้วย ปลอกไมอีลินใน PNS มักจะแล่นไปตามแอกซอนโดยแบ่งออกเป็นส่วน ๆ แต่ละส่วนยาวประมาณ 1มม. ขั้นโดย node of Ranvier ที่ไม่ได้หุ้มปลอก แต่มีช่องไอออนเปิดปิดโดยศักย์ไฟฟ้าอย่างหนาแน่น โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง (MS) เป็นโรคทางประสาทที่เกิดจากการลอกปลอกไมอีลินของแอกซอนใน CNS นิวเคลียส
นิวเคลียสของอะตอม (English: atomic nucleus) - ส่วนใจกลางของอะตอมของธาตุทุกชนิด ส่วนนี้ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่สำคัญ ๒ ชนิด คือ โปรตอน และ นิวตรอน (สำหรับอะตอมของไฮโดรเจนธรรมดา นิวเคลียสมีแต่โปรตอนเท่านั้น ไม่มีนิวตรอน), ส่วนที่สำคัญยิ่งของเซลล์ ลักษณะเหนียวข้นเป็นก้อนประกอบด้วยส่วนย่อย ๆ อีกหลายชนิด มักอยู่ตอนกลางของเซลล์ที่ยังอ่อนอยู่ และอาจร่นไปอยู่ริมเซลล์เมื่อแก่เข้า นิวเคลียสของเซลล์ (cell nucleus) - ออร์แกเนลล์ที่พบในเซลล์ยูแคริโอต ซึ่งเห็นได้เมื่อมองผ่านกล้องจุลทรรศน์ ในเบื้องต้นจะมีโครโมโซมของเซลล์นั้นๆ นิวเคลียส (ระบบประสาท) - กลุ่มของเซลล์ประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง นิวเคลียสของดาวหาง (comet nucleus) - แกนแข็งในใจกลางของดาวหาง นิวเคลียสของดาราจักร (galaxy nucleus) - พื้นที่ใจกลางของดาราจักร เซลล์ประสาทหลายขั้ว
เซลล์ประสาทหลายขั้ว () เป็นเซลล์ที่มีเด็นไดรต์ (dendrite) ยื่นออกจากตัวเซลล์หลายเส้น แต่มีแอกซอน (axon) เพียงเส้นเดียว แบ่งเป็น 2 ชนิดตามรูปร่าง ได้แก่
ดูข้อมูลเพิ่มเติมที่ เซลล์ประสาท Anterior cingulate cortex
ผู้ร่วมการทดลองจะเห็นตัวชี้ ที่แสดงว่าต้องขยับตาแบบ saccade หรือ anti-saccade ในการขยับตาแบบ anti-saccade ผู้ร่วมการทดลองต้องไม่สนใจตัวชี้ที่เป็นตัวกวน เพราะว่า เป้าหมายที่ต้องการจะอยู่ตรงข้ามด้านที่ชี้ ผลการทดลองแสดงการทำงานที่แตกต่างกันของ rACC และ dACC คือ rACC ทำงานในกรณีที่ anti-saccade ที่ทำอย่างถูกต้อง เปรียบเทียบกับ dACC ซึ่งจะทำงานทั้งในกรณีที่ขยับตาทั้งอย่างถูกต้อง ทั้งที่ไม่ถูกต้อง การเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน
การเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอน (English: neuronal tuning) หมายถึงการที่นิวรอน (คือเซลล์ประสาท) ในสมองเลือกที่จะเป็นตัวแทน[1]ของข้อมูลทางประสาทสัมผัส (sensory) ข้อมูลทางการเคลื่อนไหว (motor) หรือข้อมูลในการรับรู้ (cognition) เซลล์ประสาทจะค่อย ๆ ปรับการเลือกตัวกระตุ้นจนเหมาะสมที่สุดโดยอาศัยประสบการณ์ [2] การเลือกตัวกระตุ้นนั้นอาจจะมีกำลังและเฉพาะที่ ดังที่ปรากฏในคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (primary visual cortex) หรืออาจจะอ่อนกำลังแต่กระจายไป ดังที่ปรากฏในกลุ่มนิวรอนต่าง ๆ นิวรอนหนึ่ง ๆ อาจจะเลือกตัวกระตุ้นหลาย ๆ อย่างพร้อม ๆ กันเช่นข้อมูลทางตา ข้อมูลทางหู และข้อมูลทางจมูก ซึ่งมักจะเป็นนิวรอนที่ประสานสัมพันธ์ข้อมูลที่มาจากหลายแหล่ง การประสานสัมพันธ์ข้อมูล (integration) นั่นแหละเป็นการงานหลักของเครือข่ายเซลล์ประสาท ตัวอย่างดีที่สุดของการเลือกตัวกระตุ้นของนิวรอนสามารถเห็นได้ในระบบประสาทเกี่ยวกับการเห็น การได้ยิน การได้กลิ่น การรับรู้ความรู้สึกทางกายประเภทอื่น ๆ (somatosensory) และความทรงจำ เซลล์ขน
นิวรอนของ auditory nerve (โสตประสาท) หรือ vestibulocochlear nerve ซึ่งเป็นเส้นประสาทสมองที่ 8 เป็นตัวส่งสัญญาณต่อจากเซลล์ขนของคอเคลีย และระบบทรงตัว (vestibular system)
สารสื่อประสาทที่เซลล์ขนปล่อยเพื่อเร้าปลายประสาทของนิวรอนนำเข้า (afferent) ไปยังสมองเชื่อว่าเป็นกลูตาเมต
มีโครงสร้างก่อนไซแนปส์ของเซลล์ขนที่เรียกว่า presynaptic dense body หรือ ribbon synapse
ซึ่งล้อมไปด้วยถุงไซแนปส์ (synaptic vesicle) และเชื่อว่าช่วยให้สามารถปล่อยสารสื่อประสาทได้อย่างรวดเร็ว Lateral Intraparietal Cortex
นอจากคอร์เทกซ์นี้แล้ว ยังมีเขตอื่น ๆ ในสมองที่มีความจำเพาะเจาะจงต่อ sensory modality อื่น ๆ เซลล์ประสาท
นิวรอนโดยทั่วไปจะมีตัวเซลล์ที่เรียกว่า soma, ใยประสาทนำเข้า/เดนไดรต์ (dendrite), และแกนประสาทนำออก/แอกซอน (axon) คำภาษาอังกฤษว่า neurite สามารถใช้เรียกทั้งเดนไดรต์และแอกซอน โดยเฉพาะในระยะที่เซลล์ยังไม่พัฒนาแยกเป็นเซลล์โดยเฉพาะ ๆ (undifferentiated) ส่วนเดนไดรต์เป็นโครงสร้างบาง ๆ ที่ยื่นออกจากตัวเซลล์ บ่อยครั้งยาวเป็นร้อย ๆ ไมโครเมตรและแยกออกเป็นสาขา ๆ รวมกันเป็นต้นไม้เดนไดรต์ (dendritic tree) ที่ซับซ้อน แอกซอน (หรือเรียกว่า nerve fiber ถ้ามีปลอกไมอีลิน) เป็นโครงสร้าง (process) ที่ยื่นออกจากตัวเซลล์ตรงตำแหน่งเฉพาะที่เรียกว่า axon hillock และอาจยาวถึง 1 เมตรในมนุษย์หรือมากกว่านั้นในสปีชีส์อื่น ๆ "nerve fiber" บ่อยครั้งรวมตัวกันเป็น "nerve fascicle" และในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) fascicle จะรวมตัวกันเป็น "nerve" แม้ว่าตัวเซลล์ประสาทเองอาจจะมีเดนไดรต์ยื่นออกหลายอัน แต่จะมีแอกซอนยื่นออกเพียงแค่อันเดียว ถึงกระนั้น แอกซอนก็อาจแตกสาขาเป็นร้อย ๆ ครั้งก่อนจะสิ้นสุดลง รอยโรคของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบน
รอยโรคของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบน () เป็นรอยโรคอย่างหนึ่งของทางนำกระแสประสาทซึ่งอยู่เหนือเซลล์แอนทีเรียร์ฮอร์นของไขสันหลัง หรือมอเตอร์นิวเคลียสของเส้นประสาทสมอง รอยโรคชนิดนี้ต่างจากรอยโรคของเซลล์ประสาทล่าง ซึ่งส่งผลต่อเส้นใยประสาทที่นำสัญญาณต่อจากแอนทีเรียร์ฮอร์นของไขสันหลังไปยังกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้อง ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
การออกกำลังกายแบบแอโรบิกอย่างสม่ำเสมอเป็นเวลาหลายเดือนจะทำให้ executive functions ดีขึ้นอย่างสำคัญ และเพิ่มปริมาตรเนื้อเทา (gray matter) ในเขตสมองหลายเขต โดยเฉพาะส่วนที่มีหน้าที่เกี่ยวกับ executive functions[1][5][6][7][9] โครงสร้างทางสมองที่ตอบสนองต่อการออกกำลังกายโดยขยายปริมาตรสูงสุดก็คือ prefrontal cortex, caudate nucleus, และฮิปโปแคมปัส[1][5][6][8] ส่วนที่น้อยลงมาก็คือ anterior cingulate cortex, สมองกลีบข้าง, สมองน้อย และ nucleus accumbens[5][6][8] และส่วน prefrontal cortex, caudate nucleus และ anterior cingulate cortex เป็นโครงสร้างทางสมองแบบโดพามีนและนอร์เอพิเนฟรินที่สำคัญที่สุดที่ควบคุมการรู้คิด[6][39] เปลือกสมอง
ชั้นที่ 1 เรียกว่า ชั้นโมเลกุลาร์ (molecular layer) มีเซลล์ประสาทน้อยตัวที่กระจายออกไป และโดยมากประกอบด้วยกระจุกของเดนไดรต์จากยอดของเซลล์ประสาทพีรามิด (pyramidal neuron) และแอกซอนที่ไปในแนวขวาง และเซลล์เกลีย[9]. เซลล์ประสาทคาฮาล-เร็ตเซียส (Cajal-Retzius cell) และเซลล์ประสาทรูปดาว (stellate cells) แบบมีหนามก็มีอยู่ในชั้นนี้ด้วย มีการสันนิษฐานว่า การเชื่อมต่อจากเซลล์ประสาทจากเขตอื่นมายังกระจุกเดนไดรต์ของยอดเซลล์ประสาทพีรามิด เป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการทำงานร่วมกันของเซลล์ต่าง ๆ ในเปลือกสมองที่มีบทบาทในการเรียนโดยสัมพันธ์[10]และการใส่ใจ[11] แม้ว่า จะเคยเชื่อกันว่า การเชื่อมต่อที่เข้ามาสู่ชั้นที่ 1 มาจากเปลือกสมองเอง[12] แต่เดี๋ยวนี้รู้กันแล้วว่า ชั้นที่ 1 ในผิวทั่วเปลือกสมองรับสัญญาณไม่ใช่น้อย จากเซลล์ประสาทในทาลามัสแบบเอ็ม (M-type) หรือที่เรียกว่า เซลล์ประสาทแบบเมทริกซ์[13] เมื่อเปรียบเทียบกับ เซลล์ประสาทแบบซี (C-type) หรือที่เรียกว่า เซลล์ประสาทแบบคอร์ (core) ซึ่งส่งสัญญาณไปในชั้นที่ 4[14] ชั้นที่ 2 ที่เรียกว่า ชั้นเซลล์ประสาทเล็กด้านนอก (External granular layer) ประกอบด้วยเซลล์ประสาทพิรามิดขนาดเล็ก ๆ และเซลล์ประสาทรูปดาวเป็นจำนวนมาก ชั้นที่ 3 หรือชั้นเซลล์ประสาทพิรามิดด้านนอก (external pyramidal layer) ประกอบด้วยเซลล์ประสาทพิรามิดขนาดเล็กและกลางโดยมาก แต่ก็ยังประกอบด้วยเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์พิรามิดอย่างอื่นที่มีแอกซอนแนวตั้งเชื่อมต่อกับภายในคอร์เทกซ์. ชั้นที่ 1 และชั้นที่ 3 เป็นจุดหมายปลายทางหลักสำหรับใยประสาทนำเข้าจากคอร์เทกซ์สู่คอร์เทกซ์ที่มาจากอีกซีกสมองหนึ่ง และชั้นที่ 3 เป็นแหล่งกำเนิดหลักของใยประสาทนำออกจากคอร์เทกซ์สู่คอร์เทกซ์ที่ไปสู่อีกซีกสมองหนึ่ง ชั้นที่ 4 หรือที่เรียกว่า ชั้นเซลล์ประสาทเล็กด้านใน (Granular layer) ประกอบด้วยเซลล์ประสาทรูปดาวและเซลล์ประสาทพิรามิด ชนิดต่าง ๆ และเป็นปลายทางหลักสำหรับใยประสาทนำเข้าจากทาลามัสสู่คอร์เทกซ์ จากเซลล์ประสาททาลามัสแบบซี[14] และสำหรับใยประสาทนำเข้าจากคอร์เทกซ์สู่คอร์เทกซ์ที่เชื่อมต่อกับสมองซีกเดียวกัน ชั้นที่ 5 หรือชั้นเซลล์ประสาทพิรามิดด้านใน (internal pyramidal layer) มีเซลล์ประสาทพิรามิดขนาดใหญ่ เช่นเซลล์เบ็ทซ์ (Betz cells) ในคอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิ เป็นชั้นที่เป็นต้นกำเนิดหลักต่อใยประสาทนำออกที่ไปสู่เขตใต้เปลือกสมอง เพราะเหตุนั้น จึงมีเซลล์พิรามิดขนาดใหญ่ที่ส่งแอกซอนไปจากคอร์เทกซ์ลงผ่านปมประสาทฐาน (basal ganglia) ก้านสมอง และไขสันหลัง ชั้นที่ 6 หรือชั้นหลายรูป (Polymorphic layer หรือ multiform layer) มีเซลล์ประสาทพิรามิดขนาดใหญ่บ้าง และมีเซลล์พิรามิดมีรูปร่างคล้ายกระสวย และเซลล์รูปร่างต่าง ๆ อย่างอื่น ชั้นที่ 6 ส่งใยประสาทนำออกไปยังทาลามัส เป็นการเชื่อมต่อซึ่งกันและกันระหว่างคอร์เทกซ์และทาลามัส[15] ใยประสาทที่นำออกนั้นเป็นทั้งแบบเร้าและแบบห้าม[16] เซลล์ประสาทจากชั้น 6 นี้ ส่งใยประสาทแบบเร้าไปยังเซลล์ประสาทในทาลามัส และส่งใยประสาทที่เป็นสาขาไปยังนิวเคลียสตาข่ายในทาลามัส (thalamic reticular nucleus) ที่มีฤทธิ์ห้ามเซลล์ประสาทในทาลามัสกลุ่มเดียวกันหรือที่อยู่ใกล้ ๆ กันนั่นแหละ เนื่องจากว่าฤทธิ์การห้ามของเซลล์ประสาทจากชั้น 6 ในเปลือกสมองนั้นลดลง เพราะสัญญาณทางเข้าไปยังเปลือกสมองที่สื่อโดยอะเซ็ตทิลโคลีน กลไกเช่นนี้จึงเปิดโอกาสให้ก้านสมอง สามารถควบคุมระดับความเร้าของของสัญญาณจากวิถีประสาทคอลัมน์หลัง-เล็มนิสคัสกลาง (Posterior column-medial lemniscus pathway[17])[16] ซึ่งเป็นวิถีประสาทรับความรู้สึก กล่าวโดยอีกนัยหนึ่งคือ เปิดโอกาสให้ก้านสมองควบคุมระดับความรู้สึกนั่นเอง ความต่างที่สองตา
กลุ่มเซลล์ประสาท (นิวรอน) ในคอร์เทกซ์การเห็นปฐมภูมิซึ่งมีหน้าที่ประมวลข้อมูลจากจอตา จะสามารถตรวจจับความต่างของข้อมูลที่มาจากตาทั้งสอง
คือ นิวรอนเช่นนี้จะทำงานถ้าวัตถุที่มีขนาดความต่างโดยเฉพาะ มาตกอยู่ภายในลานสายตาซึ่งนิวรอนมีลานรับสิ่งเร้า 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] เซลล์ไมทรัล
เซลล์ไมทรัลและ tufted cell ส่งแอกซอนไปยังสมองหลายเขต
เป้าหมายสำคัญที่สุดก็คือเปลือกสมองส่วนรับกลิ่นส่วนต่าง ๆ มี anterior olfactory nucleus เป็นต้นที่รวมข้อมูลกลิ่นกับประสาทสัมผัสอื่น ๆ ซึ่งใช้ขับพฤติกรรม
คือ tufted cell จะส่งแอกซอนโดยหลักไปยัง anterior olfactory nucleus ซึ่งเป็นศูนย์เปรียบเทียบข้อมูลกลิ่นจากรูจมูกซีกซ้ายขวา ไขสันหลัง
เซลล์ประสาทสั่งการส่วนบน (cortical upper motor neurons) อยู่ในบริเวณ บรอดแมน ([[Brodmann area]]s) ที่ 1, 2, 3, 4, 6 และส่งแอกซอนไปตาม รยางค์หลังของ อินเทอร์นัล แคปซูล ([[internal capsule]]) และผ่าน ครูซ ซีรีไบร ([[crus cerebri]]) ผ่านพอนส์ (pons) และ เมดดุลลารี พีระมิด ([[medullary pyramids]]) ซึ่ง 90% ของแอกซอนจะไขว์ไปอีกข้างตรงจุดไขว้กันของใยประสาทในส่วนพีระมิดนี้ (decussation of the pyramids) แล้วจึงลงไปในไขสันหลังในรูป แลทเทอรัล คอร์ติโคสไปนัล แทรคท์ (lateral corticospinal tract) และไซแนปซ์กับเซลล์ประสาทสั่งการส่วนล่าง (lower motor neurons) ที่ปีกล่างของไขสันหลังส่วนเนื้อใน (ventral [[spinal cord horn|horns]]) ซึ่งมีการไซแนปส์ที่ทุกระดับของไขสันหลัง อีก 10% จะลงไปโดยไม่ไขว้ที่พีระมิดในรูปของ เวนทรัล คอร์ติโคสไปนัล แทรคท์ (ventral corticospinal tract) และไซแนปส์กับเซลล์ประสาทสั่งการส่วนล่างซึ่งส่วนมากจะไขว้ไปอีกข้างก่อนไซแนปส์ Anterior cingulate cortex
ทฤษฎีแบบพื้นฐานที่สุดเกี่ยวกับ ACC แสดงว่า ACC มีบทบาทในการตรวจจับความผิดพลาด (error detection)[4] โดยใช้หลักฐานที่มาจากงานศึกษาที่ใช้ Stroop task[5] แต่ว่า ACC ก็ยังทำงานด้วยเมื่อตอบสนองอย่างถูกต้อง ซึ่งมีหลักฐานจากงานตรวจอักษร ที่ผู้ร่วมการทดลองต้องตอบสนองต่ออักษร X หลังจากเห็นอักษร A และต้องไม่สนใจวิธีการแสดงลำดับอักษรอื่น ๆ[12] แล้วพบว่า ถ้ามีลำดับอักษรที่ไม่ใช่เป้าหมายอื่น ๆ มากกว่า ACC ก็จะมีระดับการทำงานที่สูงกว่า Retinal bipolar cell
Bipolar cell รับข้อมูลผ่านไซแนปส์จากเซลล์รูปแท่งหรือเซลล์รูปกรวย แต่ไม่ใช่ทั้งสองพร้อม ๆ กัน
ดังนั้น จึงมีชื่อว่า rod bipolar cell หรือว่า cone bipolar cell ตามลำดับ
แต่มี cone bipolar cell ถึง 10 ประเภท
และมี rod bipolar cell เพียงแค่ประเภทเดียว เพราะว่า เซลล์รูปแท่งเกิดขึ้นในประวัติวิวัฒนาการภายหลังเซลล์รูปกรวย
ในที่มืด เซลล์รับแสงจะปล่อยสารสื่อประสาทกลูตาเมต ซึ่งมีฤทธิ์ยับยั้ง (ทำให้เกิด hyperpolarization) ต่อ ON bipolar cell และมีฤทธิ์กระตุ้น (depolarization) ต่อ OFF bipolar cell
แต่ในที่สว่าง แสงที่มากระทบกับเซลล์รับแสง
จะมีผลเป็นการยับยั้งเซลล์รับแสง (เป็น hyperpolarization)
เพราะปลุกฤทธิ์ของ opsin
ซึ่งจะปลุกฤทธิ์ของ 11-trans-Retinal
มีผลเป็นการให้พลังงานเพื่อกระตุ้นหน่วยรับความรู้สึก G-Protein coupled receptor ซึ่งปลุกฤทธิ์ของ phosphodiesterase (PDE)
ที่แยก cGMP ออกเป็น GMP.
ปกติแล้วในที่มืด เซลล์รับแสง จะมี cGMP เป็นจำนวนมาก
มีผลเป็นการเปิดประตูโซเดียมที่เปิดปิดโดย cGMP (cGMP-gated Na Channel)
และดังนั้น การปลุกฤทธิ์ของ PDE (ที่สืบเนื่องจากการมีแสงสว่าง) ก็จะลดจำนวนของ cGMP
และลดจำนวนประตูโซเดียมที่เปิด มีผลเป็นภาวะ hyperpolarization ของเซลล์รับแสง
ซึ่งนำไปสู่การลดการปล่อยสารสื่อประสาทกลูตาเมต
กระบวนการนี้เป็นการระงับการยับยั้งของ ON bipolar cell ทำให้เซลล์เปลี่ยนสภาพเป็น depolarization คือเซลล์เริ่มส่งสัญญาณ
ในขณะที่เป็นการระงับการเร้าของ OFF bipolar cell ทำให้เซลล์เปลี่ยนสภาพเป็น hyperpolarization คือเซลล์จะหยุดส่งสัญญาณ เซลล์พีระมิด
เซลล์พีระมิด หรือ เซลล์ประสาทพีระมิด หรือ นิวรอนพีระมิด () เป็นเซลล์ประสาทหลายขั้วที่พบในเขตต่าง ๆ ของสมองรวมทั้งเปลือกสมอง ฮิปโปแคมปัส และอะมิกดะลา
เป็นหน่วยส่งสัญญาณแบบเร้าหลักของ prefrontal cortex (คอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า) ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และของลำเส้นใยประสาทเปลือกสมอง-ไขสันหลัง (corticospinal tract)
เป็นเซลล์อย่างหนึ่งในสองอย่างที่มีลักษณะเฉพาะ คือ Negri bodies เมื่อชันสูตรศพหลังติดเชื้อโรคพิษสุนัขบ้า
นักประสาทวิทยาศาสตร์ชาวสเปนซานเตียโก รามอน อี กาฮาล เป็นผู้ค้นพบและศึกษาเซลล์นี้เป็นบุคคลแรก
ตั้งแต่นั้นมา ได้มีการศึกษาเซลล์พีระมิดในประเด็นต่าง ๆ ตั้งแต่สภาพพลาสติกของระบบประสาท (neuroplasticity) จนถึงเรื่องประชาน สภาวะไม่พูดและเสียการเคลื่อนไหว
เหตุอีกอย่างหนึ่งของทั้งสภาวะเสียการเคลื่อนไหวและสภาวะพูดไม่ได้ก็คือการสูญเสียรอยนูนซิงกูเลต (cingulate gyrus) ในระบบลิมบิก การเข้าไปทำลายรอยนูนซิงกูเลตเป็นวิธีการรักษาโรคจิตวิธีหนึ่ง รอยโรคดังที่กล่าวมานี้ก่อให้เกิดสภาวะเสียการเคลื่อนไหว สภาวะพูดไม่ได้ สภาวะไร้อารมณ์ และสภาวะไม่ตอบสนองต่อตัวกระตุ้นที่ทำให้เกิดความเจ็บปวด มีการคาดว่า คอร์เทกซ์ซิงกูเลตด้านหน้า (Anterior cingulate cortex) เป็นผู้ส่งองค์กระตุ้นทั่วระบบ ที่เป็นตัวกระตุ้นระบบการตัดสินใจ ดังนั้น เมื่อคอร์เทกซ์ซิงกูเลตด้านหน้ามีความเสียหาย จึงก่อให้เกิดสภาวะไม่พูดและเสียการเคลื่อนไหว ระบบรับความรู้สึกทางกาย
first order neuron จะมีตัวเซลล์อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง (dorsal root ganglion) ที่ไขสันหลัง แต่ถ้าเป็นความรู้สึกที่ศีรษะหรือคอซึ่งเส้นประสาทไขสันหลังที่คอ (cervical nerve) ไม่มีส่วนเกี่ยวข้อง ตัวเซลล์ก็จะอยู่ที่ปมประสาท trigeminal หรือปมประสาทของเส้นประสาทสมอง (cranial nerve) เส้นอื่น ๆ แอกซอนของเซลล์จะส่งสัญญาณไปยัง second order neuron ในซีกร่างกายเดียวกัน second order neuron จะมีตัวนิวรอนในซีกร่างกายเดียวกันกับ first order neuron โดยถ้าไม่อยู่ในไขสันหลังก็ในก้านสมอง โดยแอกซอนของนิวรอนอาจจะวิ่งขึ้น/ลงแล้วข้ามไขว้ทแยง (decussate) ไปด้านตรงข้ามถ้าไม่ในไขสันหลังก็ในก้านสมอง และแอกซอนส่วนหนึ่งก็จะไปสุดที่ทาลามัสส่วนต่าง ๆ เช่น ในส่วน ventral posterior nucleus (VPN) ในขณะที่ส่วนที่เหลือก็จะไปสุดที่ reticular activating system (หรือเรียกว่า reticular system) หรือที่สมองน้อย ในการรับรู้เหนือจิตสำนึกทางสัมผัส อากัปกิริยา และความรู้สึกที่อาจก่อให้เกิดความเจ็บปวดบางประเภท third order neuron จะมีตัวเซลล์ในทาลามัสส่วน VPN และส่งสัญญาณไปสุดที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus) ของสมองกลีบข้าง Anterior cingulate cortex
ผลงานที่ศึกษาการทำงานเกี่ยวกับกระบวนการจับตรวจความผิดพลาดและความขัดแย้งในคนไข้ที่มี ACC เสียหาย สร้างความสงสัยเกี่ยวกับความจำเป็นของเขตนี้ต่อหน้าที่เหล่านี้ คือ ทฤษฎีบางอย่างไม่สามารถอธิบายหลักฐานที่ได้มาจากงาน EEG บางงาน[11][14][15] ที่แสดงการทำงานหลังจากผู้ร่วมการทดลองตอบสนองและได้รับการชี้แนะ เพราะว่าทฤษฎีกล่าวถึง ACC ว่าเพียงแต่ตรวจสอบความขัดแย้งเท่านั้น ไม่ได้บอกถึงหน้าที่การประเมิน ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
Prefrontal cortex และ Anterior cingulate cortex ซึ่งจำเป็นเพื่อควบคุมพฤติกรรม โดยเฉพาะก็คือในเรื่องความจำใช้งาน การควบคุมการใส่ใจ การตัดสินใจ ความยืดหยุ่นในการรู้คิด การรู้คิดทางสังคม การหยุดพฤติกรรมอัตโนมัติเพื่อทำสิ่งที่ได้ผลกว่า (inhibitory control)[52][53] โดยมีบทบาทในโรคสมาธิสั้น (ADHD) และการติดสิ่งเสพติด[52] Nucleus accumbens มีหน้าที่เกี่ยวกับ incentive salience (คือทำให้สิ่งเร้าน่าต้องการ เป็นรูปแบบแรงจูงใจที่สัมพันธ์กับระบบรางวัลและการเสริมแรงเชิงบวก) โดยมีบทบาทในการติดสิ่งเสพติด[54] ฮิปโปแคมปัส มีหน้าที่เก็บและทำให้มั่นคงซึ่งความจำชัดแจ้งและความจำปริภูมิ (spatial memory)[6][55] มีบทบาทในโรคซึมเศร้า (MDD)[8] สมองน้อย มีหน้าที่ประสานการเคลื่อนไหว (motor coordination) และเรียนรู้การเคลื่อนไหว (motor learning)[56] Caudate nucleus มีหน้าที่เกี่ยวกับการเรียนรู้การตอบสนองต่อสิ่งเร้าและการหยุดพฤติกรรมอัตโนมัติเพื่อทำสิ่งที่ได้ผลกว่า (inhibitory control) โดยมีบทบาทในโรคพาร์คินสัน โรคฮันติงตัน และโรคสมาธิสั้น[52][55] สมองกลีบข้าง มีหน้าที่รับรู้ความรู้สึกสัมผัส (sensory perception) ความจำใช้งาน และการใส่ใจ[52][57] จุดประสานประสาทไฟฟ้า
บทบาทหน้าที่ของไซแนปส์ไฟฟ้าแตกต่างกันไปในสมองแต่ละบริเวณซึ่งส่วนใหญ่พบไซแนปส์ไฟฟ้าได้ในสมองส่วนที่มีการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทเป็นกลุ่มพร้อมๆ กัน ในช่วงการเจริญพัฒนาของตัวอ่อน (เอ็มบริโอ) ในระยะต่างๆ นั้นไซแนปส์ไฟฟ้ามีส่วนสำคัญในการสื่อสารระหว่างเซลล์ โดยสัญญาณไฟฟ้าและสัญญาณเคมีจะถูกส่งผ่านช่องแกปจังชั่นเพื่อช่วยสื่อสารการทำงานของเซลล์ประสาทในกระบวนการเจริญพัฒนาของสมอง นอกจากนี้แกปจังชั่นยังสามารถพบได้ในเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาท เช่น เซลล์เกลีย เซลล์เอพิทีเลียม เซลล์กล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์ตับ และเซลล์ในต่อมต่างๆ เป็นต้น ระบบการได้ยิน
medial geniculate nucleus (MGN) หรือ medial geniculate body (MGB) เป็นส่วนของระบบรีเลย์ในทาลามัส ที่สื่อสัญญาณระหว่าง inferior colliculus กับคอร์เทกซ์การได้ยิน (auditory cortex)
เป็นโครงสร้างที่มีนิวเคลียสย่อย ๆ ที่แตกต่างกันโดยสัณฐาน โดยใยประสาทนำเข้าและโดยใยประสาทนำออก และโดยรูปแบบการเข้ารหัสข้อมูล
เชื่อว่า MGB มีผลต่อการกำหนดและรักษาการใส่ใจ เซลล์ประสาท
ทั้งเดนไดรต์และแอกซอนในระบบประสาทกลาง (CNS) โดยทั่วไปจะหนาประมาณ 1 ไมโครเมตร แต่ในระบบประสาทนอกส่วนกลาง (PNS) จะหนากว่า ส่วนตัวเซลล์มีขนาดประมาณ 10-25 ไมโครเมตรและมักจะไม่ใหญ่กว่านิวเคลียสของเซลล์ที่อยู่ในมันมากนัก แอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการของมนุษย์ที่ยาวที่สุดอาจจะยาวกว่า 1 เมตร โดยวิ่งจากกระดูกสันหลังไปยังนิ้วเท้า ส่วนแอกซอนของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกอาจวิ่งจากนิ้วเท้าไปถึง posterior column ของไขสันหลัง ซึ่งยาวกว่า 1.5 เมตรในผู้ใหญ่ ส่วนยีราฟอาจมีแอกซอนยาวหลายเมตรวิ่งไปตามคอของมันทั้งหมด Lateral geniculate nucleus
แอกซอนที่ออกจาก LGN จะไปสุดที่คอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (V1)
คือ ชั้น magnocellular 1-2 และ parvocellular 3-6 ส่งแอกซอนไปยังชั้น 4 ใน V1
และภายในชั้น 4 ของ V1 ชั้น 4cβ จะรับสัญญาณจากชั้น parvocellular ของ LGN และชั้น 4cα จะรับสัญญาณจากชั้น magnocellular
ส่วนชั้น koniocellular ของ LGN (ซึ่งอยู่ในระหว่างชั้น 1-6) ส่งแอกซอนไปยังชั้น 4a ใน V1 และแอกซอนจากชั้น 6 ของ V1 ก็ส่งข้อมูลป้อนกลับไปให้ LGN รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
สมองเขตนี้ไม่ใช่มีความสำคัญในเรื่องเป็นส่วนของการแปลผลข้อมูลทางตาเพื่อการรู้จำวัตถุเท่านั้น
แต่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแปลผลแบบง่าย ๆ อย่างอื่นของวัตถุในลานสายตา
มีความเกี่ยวข้องกับปัญหาเกี่ยวกับการรับรู้และความเข้าใจทางปริภูมิของวัตถุที่อยู่รอบ ๆ ตัว
และเป็นส่วนที่มีเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะซึ่งอาจจะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างคอร์เทกซ์นี้กับระบบความจำ Anterior cingulate cortex
งานศึกษาโดยการสร้างภาพ MRI ในผู้ใหญ่พบว่า ผู้ที่ได้รับสารตะกั่วในวัยเด็ก จะมีขนาดสมองที่เล็กลงเมื่อเป็นผู้ใหญ่ ซึ่งพบชัดเจนที่สุดในเขต ACC[29] และเชื่อว่า มีผลเป็นความบกพร่องทางประชานและทางพฤติกรรม ระบบรับความรู้สึกทางกาย
ในไขสันหลัง ระบบรับความรู้สึกทางกายประกอบด้วยวิถีประสาทที่ดำเนินขึ้นไปจากกายไปสู่สมอง[22] จุดหมายสำคัญหนึ่งของวิถีประสาทภายในสมองก็คือ รอยนูนหลังร่องกลาง (postcentral gyrus) ในเปลือกสมอง คือ เป็นจุดหมายของนิวรอนในวิถีประสาท Dorsal column-medial lemniscus pathway และลำเส้นใยประสาท Ventral spinothalamic tract ให้สังเกตว่า วิถีประสาทที่กำลังดำเนินขึ้นไปสู่คอร์เทกซ์ของระบบรับความรู้สึกทางกาย จะเชื่อมกับไซแนปส์ถ้าไม่ที่ทาลามัส ก็ที่ reticular formation ก่อนจะดำเนินต่อไปสู่คอร์เทกซ์ วิถีประสาทอื่น ๆ โดยเฉพาะที่มีส่วนในการควบคุมการรักษาอากัปกิริยา ซึ่งก็คือ ventral spinocerebellar tract และ dorsal spinocerebellar tract ก็จะเชื่อมไซแนปส์ในซีรีเบลลัม จุดหมายสำคัญอีกอย่างหนึ่งของนิวรอนใยประสาทนำเข้าที่เข้าไปสู่ไขสันหลังก็คือ นิวรอนที่มีบทบาทเกี่ยวกับปฏิกิริยานอกอำนาจจิตใจคือรีเฟล็กซ์ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาของวงจรประสาทในแต่ละข้อของไขสันหลัง เปลือกสมอง
ให้รู้ว่า ชั้นในคอร์เทกซ์นั้น ไม่ใช่เป็นเพียงแต่ชั้นที่ทำงานเป็นอิสระจากกันที่อยู่ซ้อน ๆ กันขึ้นไปเพียงเท่านั้น แต่ว่า มีการเชื่อมต่อระหว่างชั้นและระหว่างประเภทของนิวรอนที่เฉพาะเจาะจง และเป็นไปตลอดความหนาของคอร์เทกซ์ วงจรประสาทเล็ก ๆ เหล่านี้ แบ่งกลุ่มออกเป็นคอลัมน์ในคอร์เทกซ์ (cortical columns)และมินิคอลัมน์ในคอร์เทกซ์ มินิคอลัมน์ในคอร์เทกซ์ได้รับการเสนอว่าเป็นหน่วยพื้นฐานโดยกิจ (คือเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดที่มีกิจเดียวกัน) ของคอร์เทกซ์[18] แกนประสาทนำออก
แอกซอนจะเชื่อมกับเซลล์อื่น ๆ โดยปกติกับนิวรอนอื่น ๆ แต่บางครั้งก็เชื่อมกับกล้ามเนื้อหรือเซลล์ต่อม ผ่านจุดต่อที่เรียกว่า จุดประสานประสาท/ไซแนปส์
ที่ไซแนปส์ เยื่อหุ้มเซลล์ของแอกซอนจะเข้าไปเกือบชิดกับเยื่อหุ้มของเซลล์เป้าหมาย และโครงสร้างพิเศษระดับโมเลกุลจะเป็นตัวส่งสัญญาณไฟฟ้าหรือเคมี-ไฟฟ้าข้ามช่อง
ยังมีไซแนปส์ในระหว่างอื่น ๆ ของแอกซอนซึ่งไม่ใช่ส่วนปลาย โดยเรียกว่า en passant synapse หรือ in passing synapse
ไซแนปส์อื่น ๆ จะอยู่ที่ปลายสาขาต่าง ๆ ของแอกซอน
แอกซอนหนึ่งใยพร้อมกับสาขาทั้งหมดรวม ๆ กัน อาจเชื่อมกับส่วนต่าง ๆ ในสมองและมีจุดเชื่อมคือไซแนปส์เป็นพัน ๆ  กลุ่มอาการมือแปลกปลอม
ส่วนงานวิจัยปี ค.ศ. 2007 ซึ่งสำรวจความแตกต่างกันของแบบการทำงานในสมอง ที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวต่างดาวเปรียบเทียบกับการเคลื่อนไหวที่เป็นปกติ ในคนไข้คนหนึ่งที่มีอาการมือต่างดาว พบว่า การเคลื่อนไหวต่างดาวมีการทำงาน "เป็นต่างหาก" อย่างผิดปกติของคอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิในซีกสมองที่มีความเสียหายซึ่งอยู่ในด้านตรงข้ามกับมือต่างดาว ในขณะที่การเคลื่อนไหวปกติมีกระบวนการทำงานเป็นลำดับดังที่ได้กล่าวมาแล้ว คือ คอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิในซีกสมองที่ไม่เสียหายมีการทำงานร่วมกับ premotor cortex ที่อยู่ข้างหน้า และ posterior parietal cortex (ที่อยู่ข้างหลัง) โดยสันนิษฐานว่า premotor cortex ส่งสัญญาณเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวที่ต้องการให้กับคอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิ (ที่ทำการสั่งการเคลื่อนไหว) และระบบรับความรู้สึกทางกายส่งสัญญาณเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นนั้นให้กับ posterior parietal cortex อย่างทันที Anterior cingulate cortex
งานศึกษาหลายงานแสดง ACC ว่ามีหน้าที่ต่าง ๆ เช่น การตรวจจับความผิดพลาด (error detection), การคาดหมายงาน (task anticipation), การใส่ใจ[10] แรงจูงใจ (motivation) และการควบคุมปฏิกิริยาทางอารมณ์[4][5][11] เปลือกสมองส่วนการเห็น
V1, V2, และ V3 ข้างหลัง (dorsomedial area หรือเรียกว่า V6)[45][46] koniocortex หรือ koniocellular region[47] ของนิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง (LGN)[48] pulvinar[49] ด้านล่าง เซลล์ประสาท
นิวรอนมีรูปร่างและขนาดต่าง ๆ กัน ดังนั้นจึงสามารถจัดประเภทตามสัณฐานและหน้าที่[14] โดยนักกายวิภาค Camillo Golgi จัดกลุ่มนิวรอนไว้ 2 พวก แบบ I มีแอกซอนยาวเพื่อส่งสัญญาณในระยะไกล และแบบ II มีแอกซอนสั้น ซึ่งมักจะสับสนกับเดนไดรต์ ปลายประสาทเมอร์เกิล
Dorsal column-medial lemniscus pathway ส่งข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสละเอียด (รวมทั้งของปลายประสาทเมอร์เกิล) จากร่างกายรวมศีรษะครึ่งหลัง ผ่านไขสันหลังไปยังทาลามัส แล้วต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย โดย first order neuron อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง ซึ่งส่งแอกซอนขึ้นผ่าน dorsal column ในไขสันหลังซีกร่างกายเดียวกันไปยัง second order neuron ที่ dorsal column nuclei ในก้านสมองซีกกายเดียวกัน ซึ่งก็ส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยง (decussate) ที่ medulla (ในก้านสมองเช่นกัน) แล้วขึ้นผ่าน medial lemniscus ไปยัง third order neuron ในทาลามัสส่วน ventral posteriorlateral nucleus (VPL)[25] ซึ่งก็จะส่งแอกซอนไปสุดที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus) ของสมองกลีบข้าง โดยข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสจะส่งไปที่บริเวณ "3b" เป็นหลัก[26] Trigeminothalamic tract ส่งข้อมูลเกี่ยวกับสัมผัสละเอียดจากศีรษะส่วนหน้ารวมทั้งใบหน้า ไปยังทาลามัส แล้วต่อไปยังคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย โดย first order neuron อยู่ที่ปมประสาทของเส้นประสาทสมอง (รวมทั้ง trigeminal [V], facial [VII], glossopharyngeal [IX], และ vagus [X]) ซึ่งส่งแอกซอนไปยัง second order neuron ในซีกร่างกายเดียวกันที่ Trigeminal nuclei[27] ซึงก็ส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยงที่ก้านสมอง (mid-pons[28]) ไปสุดที่ทาลามัสส่วน ventral posterior medial nucleus (VPM)[25] ส่วน third order neuron ในทาลามัสก็จะส่งแอกซอนไปที่คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex/postcentral gyrus) ของสมองกลีบข้างที่บริเวณ "3b" เป็นหลัก[26] Anterior cingulate cortex
เมื่อ dACC ทำงาน ก็จะมีการทำงานผิดพลาดน้อยลง ซึ่งให้หลักฐานว่า ACC มีบทบาทในการทำงานที่ต้องใช้ความพยายาม (effortful) สิ่งที่พบอย่างที่สองก็คือว่า ในการทดลองที่ผู้ร่วมการทดลองตอบผิดพลาด (error trial) ACC ทำงานช้ากว่าเทียบกับการทดลองที่ตอบถูกต้อง ซึ่งบอกอย่างชัดเจนว่า ACC มีบทบาทในการประเมินผล เซลล์ประสาท
การค้นพบต่อ ๆ มาจึงเพิ่มรายละเอียดให้กับหลัก ยกตัวอย่างเช่น เซลล์เกลียแม้จะไม่ใช่นิวรอน ก็ยังมีบทบาทสำคัญในการประมวลข้อมูล[29] นอกจากนั้นแล้ว ไซแนปส์ไฟฟ้ายังสามัญกว่าที่เคยคิด[30] คือ นิวรอนเช่นนี้เชื่อมกันโดยตรงและแชร์ไซโทพลาซึมร่วมกัน และจริง ๆ แล้วก็มีตัวอย่างของนิวรอนที่ทำงานร่วมกันอย่างสนิทยิ่งกว่านั้น เช่น แอกซอนยักษ์ของปลาหมึกเกิดจากการรวมกันของแอกซอนหลายอัน[31] แกนประสาทนำออก
เปลือกสมองจะมีชั้นเนื้อเทาหนาที่ผิว โดยมีเนื้อขาวเป็นปริมาตรมากข้างใต้
ซึ่งแสดงว่า ผิวเปลือกสมองโดยมากเต็มไปด้วยตัวเซลล์ ในขณะที่ข้างใต้เต็มไปด้วยแอกซอนหุ้มปลอกที่เชื่อมเซลล์ประสาทต่าง ๆ 
ส่วนแรกสุดของแอกซอน ซึ่งเป็นส่วนที่หนาไร้ปลอกที่เชื่อมกับตัวเซลล์โดยตรง มีคอมเพล็กซ์โปรตีนซึ่งทำหน้าที่โดยเฉพาะ ๆ 
มันยาวประมาณ 25 ไมโครเมตร และทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มศักยะงาน (กระแสประสาท) ของเซลล์
ช่องโซเดียมที่เปิดปิดโดยศักย์ไฟฟ้า (voltage-gated sodium channel) จะหนาแน่นที่ส่วนแรกมากกว่าส่วนอื่น ๆ ของแอกซอนและหนาแน่นกว่าตัวเซลล์ที่ติดกัน ยกเว้นส่วนตัวเซลล์ที่เรียกว่า axon hillock
ช่องโซเดียมที่เปิดปิดโดยศักย์ไฟฟ้าจะพบอยู่ในส่วนต่าง ๆ ของเยื่อหุ้มแอกซอน และมีส่วนในการจุดชนวนศักยะงาน ในการนำไฟฟ้า และในการสื่อประสาทข้ามไซแนปส์ เซลล์รับแสง
ในมนุษย์ เซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยอยู่ที่ส่วนนอกสุดของจอประสาทตา (ด้านหลังสุดของตา) และมีโครงสร้างโดยพื้นฐานที่คล้ายคลึงกัน ส่วนที่ไกลจากสมองที่สุด เป็นส่วนสุดของแอกซอน (axon terminal) ซึ่งปล่อยสารสื่อประสาท "กลูตาเมต" ไปสู่ bipolar cell ส่วนเถิบต่อไปทางสมองเป็นตัวเซลล์ ซึ่งมีออร์แกเนลล์ของเซลล์ ส่วนเถิบต่อไปเรียกว่า inner segment ซึ่งเป็นส่วนมีหน้าที่พิเศษเต็มไปด้วยไมโทคอนเดรีย หน้าที่หลักของส่วนนี้ก็คือผลิต ATP ใช้เป็นพลังงานสำหรับการปั้มโซเดียมโพแทสเซียมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ส่วนสุดท้ายที่ใกล้สมองที่สุดเรียกว่า outer segment ซึ่งเป็นส่วนที่ดูดซึมแสง ส่วนนี้จริง ๆ แล้วเป็นซีเลียดัดแปลง[10][11] ประกอบด้วยจาน (disc) เต็มไปด้วยหน่วยรับความรู้สึกประเภท opsin ซึ่งเป็นโปรตีนที่ดูดซึมโฟตอน และเต็มไปด้วยประตูโซเดียมเปิดปิดโดยความต่างศักย์ (voltage-gated sodium channel) เปลือกสมองส่วนการเห็น
คำว่า เปลือกสมองส่วนการเห็นปฐมภูมิ ซึ่งเป็นการจำกัดความโดยหน้าที่ของคอร์เทกซ์ เทียบเท่ากับคำว่า คอร์เทกซ์ลาย (striate cortex) ซึ่งเป็นการจำกัดความโดยกายวิภาค คำว่า striate cortex มีกำเนิดมาจากคำว่า stria of Gennari (ลายเจ็นนารี) ซึ่งเป็นลายยาวที่เด่น เห็นได้โดยตาเปล่า เป็นลายที่แสดงตัวแอกซอนที่มีปลอกไมอีลินจากนิวเคลียสงอคล้ายเข่าด้านข้าง (lateral geniculate nucleus ตัวย่อ LGN) ที่ดำเนินมาสุดที่ชั้นที่ 4 ของ V1 เนื้อเยื่อคัพภะ
นิวรัล เครสต์ (neural crest) เป็นเซลล์ที่เจริญมาจากเอ็กโทเดิร์ม แต่เนื่องจากมีความสำคัญมากในการเจริญ ในบางครั้งจึงอาจนับเป็น germ layer อีกชั้นหนึ่งได้ จอตา
แม้ว่า เซลล์ที่กล่าวมาทั้งหมดล้วนแต่เป็นเซลล์ประสาท แต่ว่ามีเพียงแค่ RGC และ amacrine cell จำนวนน้อยเท่านั้นที่สร้างศักยะงาน
ในเซลล์รับแสง การกระทบถูกแสงจะเพิ่มความต่างศักย์ (hyperpolarize) ของเยื่อหุ้มเซลล์แบบค่อย ๆ เพิ่มระดับ (graded shift)
คือ ส่วนด้านนอกของเซลล์จะมี photopigment
และส่วนภายในเซลล์ ระดับของ cyclic guanosine monophosphate (cGMP) ที่ปกติจะรักษาการเปิดประตู Na+ ไว้ ดังนั้น ในภาวะปกติ เซลล์จะมีภาวะลดขั้ว (depolarized)
และโฟตอนจากแสงจะเป็นเหตุให้ retinal ซึ่งยึดเหนี่ยวอยู่กับโปรตีนหน่วยรับความรู้สึก (receptor protein) เปลี่ยนรูปแบบไอโซเมอร์ไปเป็น trans-retinal
เป็นเหตุเริ่มการทำงานของ G-protein หลายประเภท
ซึ่งก็เป็นเหตุให้หน่วยย่อย Ga ของโปรตีนเริ่มการทำงานของเอนไซม์ phosphodiesterase แบบ PDE6
ซึ่งจะทำการรีดิวซ์ cGMP มีผลเป็นการปิดประตู cyclic nucleotide-gated ion channel ระงับการเข้าออกของ Na+
ทำให้เซลล์เปลี่ยนสภาพเป็น hyperpolarized 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 เซลล์ประสาท
นิวรอนจำนวนมากมีลักษณะดังที่ว่า แต่ว่าก็มีข้อยกเว้นทุกอย่าง คือ มีทั้งนิวรอนที่ไม่มีตัวเซลล์ ไม่มีเดนไดรต์ และไม่มีแอกซอน นอกจากจุดประสานประสาทที่ส่งสัญญาณไปยังเดนไดรต์ (axodendritic) หรือตัวเซลล์ (axosomatic) แล้ว ยังมีจุดประสานที่ส่งสัญญาณจาก แอกซอนไปยังแอกซอน (axoaxonic, axon-to-axon) หรือจากเดนไดรต์ไปยังเดนไดรต์ (dendrodendritic, dendrite-to-dendrite) ลำเส้นใยประสาทไขสันหลัง-ทาลามัส
แอกซอนของ second order neuron จะข้ามไขว้ทแยง (decussate) ไปสู่ไขสันหลังอีกซีกหนึ่งของร่างกายผ่าน anterior white commissure ไปยังมุมส่วนหน้าด้านข้าง (anterolateral) ของไขสันหลัง ซึ่งเป็นเหตุให้ STT เรียกว่า เป็นส่วนของ anterolateral system
ใยประสาทปกติจะข้ามไขว้ทแยงภายใน 1-2 ข้อกระดูกสันหลังจากจุดที่เข้า
จากนั้นจึงส่งขึ้นไปตลอดไขสันหลังเข้าไปในก้านสมอง โดยเฉพาะที่ rostral ventromedial medulla สมองส่วนกลาง
ซีรีบรัล พีดังเคิล (English: cerebral peduncles) หรือฐานซีรีบรัม มีลักษณะเป็นคู่อยู่ที่ด้านหลังของท่อน้ำสมอง ทำหน้าที่เป็นเส้นทางผ่านของลำเส้นใยประสาทคอร์ติโคสไปนัล (corticospinal tract) ซึ่งมาจากอินเทอร์นัล แคปซูล (internal capsule) ไปยังไขสันหลังเพื่อสั่งการการเคลื่อนไหวของร่างกาย ตรงกลางของซีรีบรัล พีดังเคิลมีซับสแตนเชีย ไนกรา (substantia nigra; แปลว่า "เนื้อสีดำ") ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกาย ส่วนนี้เป็นเพียงส่วนเดียวของสมองที่มีเม็ดสีเมลานิน 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 Anterior cingulate cortex
ACC สัมพันธ์กับความรู้สึกเจ็บปวดทางกาย ดังที่เห็นในงานศึกษาที่ใช้ fMRI ซึ่งแสดงระดับการทำงานที่สูงขึ้น โดยปกติที่ด้านหลังของบริเวณบรอดมันน์ 24 อันเป็นส่วนของ ACC สัมพันธ์กับระดับความเจ็บปวด และเมื่องการทำงานเกี่ยวกับความเจ็บปวดเช่นนี้ เกิดขึ้นพร้อม ๆ กับการทำงานที่ต้องใช้ความใส่ใจสูง (คืองาน verbal fluency) งานก็จะเพิ่มระดับสัญญาณของ ACC ในเขตด้านหน้า (anterior) และ/หรือด้านบน (superior) ของเขตที่เกี่ยวข้องกับความเจ็บปวด[23] Anterior cingulate cortex
เขต ACC ในสมองสัมพันธ์กับหน้าที่มากมายที่มีสหสัมพันธ์กับประสบการณ์การรับรู้ ยกตัวอย่างเช่น ACC ทำงานในระดับที่สูงกว่าในหญิงที่ไวต่ออารมณ์ความรู้สึกของคนอื่นมากกว่า เมื่อให้ดูคลิปภาพยนตร์ที่เปี่ยมไปด้วยความรู้สึก[22] ความไว/ความตระหนักต่ออารมณ์ความรู้สึก สัมพันธ์กับสมรรถภาพที่ดีกว่าของการรู้จำตัวบ่งชี้ทางอารมณ์ ซึ่งสะท้อนให้เห็นโดยการทำงานของ ACC แนวคิดว่า ความตระหนักรู้ (awareness) สัมพันธ์กับ ACC พอมีหลักฐานบ้าง คือว่า เมื่อผู้ร่วมการทดลองตอบสนองที่ไม่ตรงกับความจริง จะมีสัญญาณ ERN ที่ใหญ่กว่า[15] สมอง
สมองประกอบด้วยเซลล์สองชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เกลียมีหน้าที่ในการดูแลและปกป้องนิวรอน นิวรอนหรือเซลล์ประสาทเป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักยะงาน (action potential) การติดต่อระหว่างนิวรอนนั้นเกิดขึ้นได้โดยการหลั่งของสารเคมีชนิดต่าง ๆ ที่รวมเรียกว่า สารสื่อประสาท (neurotransmitter) ข้ามบริเวณระหว่างนิวรอนสองตัวที่เรียกว่า ไซแนปส์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมลงต่าง ๆ ก็มีนิวรอนอยู่นับล้านในสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่มักจะมีนิวรอนมากกว่าหนึ่งร้อยล้านตัวในสมอง สมองของมนุษย์นั้นมีความพิเศษกว่าสัตว์ตรงที่ว่ามีความซับซ้อนและใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับขนาดตัวของมนุษย์ ไขสันหลัง
สมองส่วนกลาง (midbrain) มีนิวเคลียส (nuclei) ที่มีเซลล์ประสาทสั่งการ และมี 4 แทรคท์ ที่ส่งแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบน (upper motor neuronal axons) ลงไปไซแนปส์กับเซลล์ประสาทสั่งการส่วนล่าง (lower motor neurons) แทรคท์เหล่านี้ ได้แก่ รูโบรสไปนัล แทรคท์ ([[rubrospinal tract]]) เวสติบูโลสไปนัล แทรคท์ ([[vestibulospinal tract]]) เทคโทสไปนัล แทรคท์ ([[tectospinal tract]]) และ เรติคูโลสไปนัล แทรคท์ ([[reticulospinal tract]]) ทั้งนี้ รูโบรสไปนัล แทรคท์ ([[rubrospinal tract]]) จะลงไปกับ แลทเทอรัล คอร์ติโคสไปนัล แทรคท์ (lateral corticospinal tract) และอีก 3 แทรคท์จะลงไปกับ แอนทีเรียร์ คอร์ติโคสไปนัล แทรคท์ (anterior corticospinal tract) เซลล์ประสาท
Cholinergic neuron ผลิตสารสื่อประสาท acetylcholine โดยปล่อยออกจากนิวรอนก่อนไซแนปส์เข้าไปในร่องไซแนปส์ (synaptic cleft) และสารทำงานเป็นลิแกนด์ที่เข้ายึดกับช่องไอออนเปิดปิดโดยลิแกนด์ (ligand-gated ion) และ metabotropic (GPCRs) muscarinic receptor เช่นหน่วยรับนิโคติน (Nicotinic receptor) เป็นช่องไอออนเปิดปิดโดยลิแกนด์แบบมีหน่วยโปรตีนย่อย 5 หน่วย (pentameric) โดยหน่วยย่อยมีทั้งแบบอัลฟาและบีตาที่ยึดกับนิโคติน การเข้ายึดของลิแกนด์จะเปิดช่องไอออนทำให้เกิดการลดขั้ว (depolarization) เนื่องจากไอออน Na+ ไหลเข้าไปในเซลล์ และเพิ่มโอกาสที่เซลล์ก่อนไซแนปส์จะปล่อยสารสื่อประสาท สาร Acetylcholine สังเคราะห์มาจาก choline และอะซิติลโคเอนไซม์ เอ GABAergic neuron ผลิตกรดแกมมาอะมิโนบิวทีริก (กาบา) กาบาเป็นสารสื่อประสาทแบบยับยั้งอย่างหนึ่งในสองอย่างในระบบประสาทกลาง อีกอย่างหนึ่งคือไกลซีน กาบามีหน้าที่เหมือนกับ ACh คือเปิดช่องแอนไอออน (anion channel) ที่ปล่อยให้ไอออน Cl− ไหลเข้าไปในเซลล์หลังไซแนปส์ Cl− เป็นเหตุให้เกิดสภาวะ hyperpolarization ภายในนิวรอน ลดโอกาสที่เซลล์จะยิงศักยะงานเพราะศักย์ไฟฟ้ามีค่าลบมากยิ่งขึ้น (คือถ้าจะมีการยิงศักยะงาน ขีดเริ่มเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าจะต้องมีค่าบวก) กาบาสังเคราะห์มาจากสารสื่อประสาทกลูตาเมตผ่านเอนไซม์ glutamate decarboxylase Glutamatergic neuron ผลิตสารสื่อประสาทกลูตาเมต กลูตาเมตเป็นสารสื่อประสาทที่เป็นกรดอะมิโนแบบเร้าหลักอย่างหนึ่งในสองอย่าง อีกอย่างก็คือ aspartate มีหน่วยรับกลูตามเมต (glutamate receptor) 4 ประเภท ประเภทหนึ่งเป็น G-protein coupled receptor (มักเรียกว่า GPCR) และอีก 3 ประเภทเป็นช่องไอออนเปิดปิดด้วยลิแกนด์ คือ Lateral geniculate nucleus
LGN รับสัญญาณโดยตรงจาก
LGN ส่งแอกซอนไปทางส่วนแผ่ประสาทตาตรงไปยังคอร์เทกซ์สายตาปฐมภูมิ (primary visual cortex ตัวย่อ V1)
นอกจากนั้นแล้ว LGN ยังรับสัญญาณป้อนกลับจาก V1 มีขนาดเป็น 10 เท่าของสัญญาณที่ส่งไปยัง V1 แม้ว่ายังไม่มีความชัดเจนว่าเพื่อประโยชน์อะไร เปลือกสมอง
คอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิ (Primary motor cortex) ซึ่งดำเนินการเคลื่อนไหวที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจ เขตสั่งการเสริม (Supplementary motor area) และคอร์เทกซ์พรีมอเตอร์ (คือคอร์เทกซ์ที่อยู่ด้านหน้าของคอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิ หรือ premotor cortex) ซึ่ง "เลือก" การเคลื่อนไหวที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจ ระบบการได้ยิน
มีใยประสาทนำออกจากสมองไปยังคอคเคลียที่มีบทบาทในการได้ยินเสียง แต่ว่า บทบาทนี้ยังไม่ชัดเจน
ไซแนปส์ของใยประสาทนำออกไปสุดที่ทั้งตัวเซลล์ขนนอก (OHC) และที่เดนไดรต์ของใยประสาทนำเข้าที่อยู่ใต้ IHC
ข้อมูลเสียง ซึ่งตอนนี้ได้เข้ารหัสแล้ว (ไม่ได้เป็นเสียง) จะส่งไปทาง vestibulocochlear nerve ผ่านโครงสร้างต่าง ๆ รวมทั้ง cochlear nuclei และ superior olivary complex ซึ่งอยู่ที่ก้านสมอง ตลอดจน inferior colliculus ของสมองส่วนกลาง ซึ่งแต่ละขั้นตอนจะมีการประมวลข้อมูลเพิ่ม
ข้อมูลในที่สุดก็จะส่งไปถึงทาลามัส ซึ่งจะส่งต่อไปยังเปลือกสมอง
ในสมองมนุษย์ เปลือกสมองส่วนการได้ยินปฐมภูมิ (primary auditory cortex) จะอยู่ในสมองกลีบขมับ
หัวข้อย่อยต่อไปไปนี้แสดงข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับโครงสร้างประสาทต่าง ๆ Anterior cingulate cortex
anterior cingulate cortex สามารถแบ่งตามกายวิภาคออกเป็นส่วนล่าง (dorsal ตัวย่อ dACC) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับประชาน และส่วนบน (ventral) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับอารมณ์ความรู้สึก[4] dACC เชื่อมต่อกับคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (prefrontal cortex) คอร์เทกซ์กลีบข้าง (parietal cortex) ระบบสั่งการ (motor system) และ frontal eye fields[5] จึงเป็นศูนย์กลางของการประมวลสิ่งเร้าทั้งแบบจากบนไปล่าง (top-down) ทั้งแบบจากล่างไปบน (bottom-up) และส่งงานต่อไปยังเขตสมองอื่น ๆ เปรียบเทียบกับส่วนบน (ventral) ของ ACC ซึ่งเชื่อมกับอะมิกดะลา, nucleus accumbens, ไฮโปทาลามัส, และ anterior insular cortex และมีหน้าที่ประเมินความเด่นทางอารมณ์ (emotional salience) และแรงจูงใจ ACC ดูเหมือนจะมีหน้าที่เป็นพิเศษในงานที่ต้องใช้ความพยายาม เช่น การเรียนรู้ระยะต้น และการแก้ปัญหา[6] โรควิตกกังวลไปทั่ว
ในคนไข้ การทำงานร่วมกันระหว่างเขตต่าง ๆ เหล่านี้ดูจะน้อยกว่า และยังพบเนื้อขาวมากกว่าใน central nucleus อีกด้วย ความแตกต่างอีกอย่างก็คือเขตอะมิกดะลาทำงานร่วมกับเขต insular cortex และ cingulate cortex น้อยกว่า ซึ่งเป็นเขตที่ควบคุมความชัดเจน/ความเด่นทั่วไป (general salience) ของสิ่งเร้า และทำงานร่วมกับ parietal cortex และ prefrontal cortex มากกว่า ซึ่งเป็นเขตที่ควบคุม Executive functions[22] เทคตัม
ส่วนของเทคตัมเจริญมาจาก alar plate ของนิวรัล ทูบ (neural tube) ในระยะเอ็มบริโอ ในผู้ใหญ่จะเหลืออยู่ในสมองส่วนกลางเป็นอินฟีเรียร์ คอลลิคูลัส (inferior colliculus) และซุพีเรียร์ คอลลิคูลัส (superior colliculus) 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] เซลล์ประสาท
นิวรอนขั้วเดียว (Unipolar neuron) หรือนิวรอนขั้วเดียวเทียม (Pseudounipolar neuron) มีเดนไดรต์และแอกซอนยื่นออกมาจากขั้วเดียว นิวรอนสองขั้ว (Bipolar neuron) มีแอกซอนและเดนไดรต์อันเดียวอยู่ตรงข้ามกันขั้นระหว่างโดยตัวเซลล์ นิวรอนหลายขั้ว (Multipolar neuron) มีเดนไดรต์ 2 อันหรือมากกว่านั้น และมีแอกซอนต่างหาก Golgi I เป็นนิวรอนที่มีแอกซอนยาว ตัวอย่างรวมทั้ง นิวรอนพีระมิด เซลล์เพอร์คินจี และ anterior horn cell Golgi II เป็นนิวรอนที่มีแอกซอนส่งไปยังที่ใกล้ ๆ ตัวอย่างที่ดีสุดก็คือ granule cell นิวรอนไร้แอกซอน (Anaxonic neuron) มีแอกซอนที่ไม่สามารถจำแนกจากเดนไดรต์ รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
สมองกลีบขมับมีอยู่แต่ในสัตว์อันดับวานร (ไพรเมต)
ในมนุษย์ คอร์เทกซ์กลีบขมับส่วนล่างมีความซับซ้อนมากกว่าไพรเมตประเภทอื่น ๆ เปลือกชั้นใน
เปลือกชั้นใน หรือ "" phloem "' (โฟฺล-) (phloem) เป็นกลุ่มที่ลำเลียงสารอาหารที่สังเคราะห์ขึ้นที่ใบไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืชจนถึงราก เซลล์ที่สำคัญมี 2 ชนิด คือ เซลล์หลอดตะแกรง (sieve tube member) เป็นเซลล์ที่เป็นแท่งยาว ยังมีชีวิตอยู่ แต่ไม่มีนิวเคลียส หัวและท้ายเป็นรูพรุน เป็นเซลล์ที่ทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหาร และเซลล์ข้างเคียง (companion cell) เป็นเซลล์ที่มีนิวเคลียส อยู่ใกล้เซลล์หลอดตะแกรงและคอยควบคุมการทำงานของเซลล์หลอดตะแกรง Retinal ganglion cell
Midget RGC ส่งแอกซอนไปยัง parvocellular cell ในชั้น parvocellular layer หลายชั้นใน lateral geniculate nucleus ผ่านวิถีประสาท parvocellular pathway
เป็นเซลล์มีชื่อว่า midget (แคระ)
เพราะเหตุที่มีเดนไดรต์และตัวเซลล์ที่มีขนาดเล็ก
ประมาณ 80% ของ RGC ทั้งหมดเป็น midget cell ในวิถีประสาท parvocellular pathway
และโดยเปรียบเทียบแล้ว เป็นเซลล์ที่รับข้อมูลมาจากเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยจำนวนไม่มาก
ในหลายกรณี จะมีการเชื่อมต่อกับเซลล์ midget bipolar ซึ่งเชื่อมต่อกับเซลล์รูปกรวยเพียงตัวเดียว
Midget RGC มีความเร็วในการสื่อประสาทต่ำ
ทำการตอบสนองต่อความเปลี่ยนแปลงของสี
แต่ตอบสนองเพียงเล็กน้อยต่อความเปลี่ยนแปลงของความเปรียบต่าง (contrast) ยกเว้นถ้าเปลี่ยนแปลงมาก (Kandel et al., 2000)
เป็นเซลล์ที่มีลานรับสัญญาณแบบจุดกลางและส่วนรอบ (center-surround) ที่ตัวกระตุ้นตรงจุดกลางอาจทำให้เกิดการเร้า (เซลล์ ON) หรือการยับยั้ง (เซลล์ OFF) ในขณะที่ตัวกระตุ้นตรงส่วนรอบจะทำให้เกิดผลตรงกันข้าม
Parasol RGC ส่งแอกซอนไปยังเซลล์ magnocellular cell ในชั้น magnocellular layer ของ lateral geniculate nucleus
เป็นเซลล์มีชื่อว่า parasol (ร่มกันแดด)
เพราะเหตุที่มีเดนไดรต์และตัวเซลล์ที่มีขนาดใหญ่
ประมาณ 10% ของ RGC ทั้งหมดเป็น parasol cell ในวิถีประสาท magnocellular pathway
และโดยเปรียบเทียบแล้ว เป็นเซลล์ที่รับข้อมูลมาจากเซลล์รูปแท่งและเซลล์รูปกรวยเป็นจำนวนมาก
เซลล์ Parasol RGC มีความเร็วในการสื่อประสาทสูง
และตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่มีความเปรียบต่างต่ำ
แม้จะไม่ไวต่อความเปลี่ยนแปลงของสี (Kandel et al., 2000)
มีลานรับสัญญาณที่ใหญ่กว่ามาก แต่ว่าก็ยังเป็นแบบจุดกลางและส่วนรอบ (center-surround) Superior colliculus
ในสปีชีส์ที่ได้รับการสำรวจมาแล้วทั้งหมด รวมทั้งสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์อื่น ๆ มีการแบ่งออกเป็นส่วน ๆ เช่นนี้
แต่การแบ่งออกก็ยังมีความแตกต่างกันอย่างเป็นระบบในสปีชีส์ต่าง ๆ 
คือ ในสปีชีส์ที่มีเรตินาแบบลาย (คือไม่มีรอยบุ๋มจอตาแต่มีแถบในจอตาที่เรียกว่า streak โดยหลัก ๆ แล้ว มีอยู่ในสปีชีส์ที่มีตาอยู่ทางด้านข้างเช่นกระต่ายและกวาง)
การจัดระเบียบเช่นนี้ครอบคลุม SC ทั้งหมด
แต่ในสปีชีส์ที่มีรอยบุ๋มจอตา (fovea) ที่อยู่ตรงกลาง
การจัดระเบียบเช่นนี้ไปหยุดอยู่ที่ด้านหน้า (rostral) ของ SC
ซึ่งเป็นส่วนที่มีนิวรอนมีหน้าที่เกี่ยวกับการตรึงตา (fixation) โดยยิงศักยะงานตลอดเวลาที่มีการตรึงตาในที่ใดที่หนึ่ง
optic tectum มีการเชื่อมต่อกันอย่างสำคัญกับโครงสร้างที่ติดกันที่เรียกว่า nucleus isthmii
ซึ่งดึงดูดความสนใจของนักวิจัยเร็ว ๆ นี้เพราะมีหลักฐานใหม่
ที่แสดงว่า nucleus isthmii มีความสำคัญในการทำหน้าที่ของเทคตัม
แต่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ที่มีการใช้คำว่า superior colliculus มากกว่าที่จะใช้คำว่า optic tectum
โครงสร้างนั้นกลับเรียกว่า parabigeminal nucleus
นี่เป็นอีกส่วนหนึ่งในสมองที่มีการใช้ชื่อสองชื่อเรียกโครงสร้างอันเดียวกัน เซลล์ประสาทสั่งการ
เซลล์ประสาทสั่งการ
เป็นเซลล์ประสาทที่มีตัวอยู่ในคอร์เทกซ์สั่งการ (motor cortex) ในก้านสมอง หรืออยู่ในไขสันหลัง และส่งแกนประสาท/แอกซอนไปยังไขสันหลัง หรือนอกไขสันหลัง เพื่อควบคุมอวัยวะปฏิบัติงาน (effector) โดยตรงหรือโดยอ้อม อวัยวะหลัก ๆ ก็คือกล้ามเนื้อและต่อม
มีเซลล์สองชนิดคือเซลล์ประสาทสั่งการบน () และเซลล์ประสาทสั่งการล่าง ()
แอกซอนจาก UMN จะไปสุดที่อินเตอร์นิวรอนในไขสันหลัง แต่บางครั้งก็จะไปสุดที่ LMN โดยตรง
ส่วนแอกซอนจาก LMN จะส่งกระแสประสาทจากไขสันหลังไปยังอวัยวะปฏิบัติการ
LMN ยังแบ่งได้อีกสามอย่าง คือ เซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา เซลล์ประสาทสั่งการบีตา และเซลล์ประสาทสั่งการแกมมา Anterior cingulate cortex
หลักฐานว่า ACC มีหน้าที่ตรวจจับความผิดพลาดมาจากงานศึกษาที่ตรวจสอบ error-related negativity (ERN) ซึ่งเป็นคลื่นสมองเฉพาะพิเศษที่เกิดใน ACC เมื่อมีการทำงานผิดพลาด[4][13][14][15] มีการแยกแยะระหว่างคลื่น ERN ที่ตามการตอบสนองที่ผิดพลาด คือ response ERN และที่เกิดตามหลังจากที่มีตัวบอกผู้ร่วมการทดลองว่า ได้ทำงานผิดพลาด คือ feedback ERN Anterior cingulate cortex
มีงานศึกษาหนึ่งที่พบ ERN แม้ว่าผู้ร่วมการทดลองจะไม่รู้ว่าได้ทำงานผิดพลาด[15] ดังนั้น ถึงแม้ว่า ความตระหนักรู้ไม่จำเป็นที่จะให้เกิด ERN แต่มันอาจจะมีผลต่อแอมพลิจูดของ feedback ERN โดยเกี่ยวกับเรื่องทฤษฎีการเรียนรู้อาศัยรางวัล ความตระหนักรู้อาจจะควบคุมสัญญาณที่เกิดจากเหตุการณ์ที่ผิดคาดหมาย คือ ความตระหนักรู้ในระดับสูง อาจจะมีผลเป็นสัญญาณที่ต่ำกว่า และความตระหนักรู้ในระดับต่ำอาจจะมีผลตรงกันข้าม ดังนั้น จึงจะต้องมีงานวิจัยเพิ่มขึ้นเพื่อที่จะเข้าใจผลของความตระหนักรู้ต่อการทำงานของ ACC ที่สมบูรณ์ อวัยวะของคอร์ติ
อวัยวะของคอร์ติจะเกิดหลังการเกิดและพัฒนาการของท่อคอเคลีย (cochlear duct) ซึ่งอยู่ระหว่างท่อ scala tympani และ scala media
แล้วเซลล์ขนด้านใน (IHC) และเซลล์ขนด้านนอก (OHC) ก็จะแยกพัฒนาการไปอยู่ในตำแหน่งที่สมควร และตามด้วยการจัดระเบียบของเซลล์ค้ำจุนต่าง ๆ
การจัดระเบียบและรูปร่าง (topology) ของเซลล์ค้ำจุนจะกำหนดคุณสมบัติเชิงกลของเยื่อ ที่จำเป็นเพื่อไหวตามเสียงที่เฉพาะเจาะจงอย่างยิ่งภายในอวัยวะ
พัฒนาการและการเติบโตของอวัยวะขึ้นอยู่กับยีนโดยเฉพาะ ๆ ซึ่งหลายอย่างได้กำหนดแล้วในงานศึกษาต่าง ๆ รวมทั้ง SOX2, GATA3, EYA1, FOXG1, BMP4, RAC1 เป็นต้น
เพื่อให้เกิดพัฒนาการโดยเฉพาะ ๆ เช่นนี้ได้
ซึ่งโดยย่อก็คือ พัฒนาการของท่อคอเคลียและการเกิดเซลล์ขนในอวัยวะ
การกลายพันธุ์ของยีนที่แสดงออกที่หรือใกล้อวัยวะของคอร์ติก่อนเกิดเซลล์ขน จะขัดขวางพัฒนาการของอวัยวะ ซึ่งอาจทำให้พิการ ตัวรับแรงกล
นอกจากวิถีประสาทหลัก ๆ เช่นนี้แล้ว ยังมีวิถีอื่น ๆ เช่น Dorsal spinocerebellar tract ซึ่งส่งข้อมูลเกี่ยวกับอากัปกิริยาจากร่างกายส่วนล่างเริ่มตั้งแต่เส้นประสาทไขสันหลังระดับ T1 ไปยังสมองน้อย ตัว first order neuron อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง ซึ่งส่งแอกซอนไปยัง second order neuron ที่ Clarke's nucleus ในไขสันหลัง (T1-L2) ซีกร่างกายเดียวกัน ซึ่งก็จะส่งแอกซอนตาม Dorsal spinocerebellar tract ไปสุดที่สมองน้อยในซีกร่างกายเดียวกัน แต่ก็มีสาขาแยกต่างหากไปสุดที่ dorsal column nuclei (nucleus X และ Z ใกล้ ๆ กับ nucleus gracilis[21]) ในที่ third order neuron จะส่งแอกซอนข้ามไขว้ทแยงไปรวมกับวิถีประสาท medial lemniscus แล้วไปสุดที่ส่วน Ventral posterolateral nucleus (VPL) ของทาลามัส[22][23] เซลล์พีระมิด
นิวรอนพีระมิดในคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (prefrontal cortex) มีหน้าที่ทางประชาน
ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ความซับซ้อนของเซลล์พีระมิดจะเพิ่มขึ้นจากเขตสมองด้านหลัง (posterior) ไปยังเขตสมองด้านหน้า (anterior)
ระดับความซับซ้อนของเซลล์น่าจะสัมพันธ์กับสมรรถภาพทางประชานของลิงสปีชีส์ต่าง ๆ 
เช่น มันอาจมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ในการรู้จำวัตถุ (object recognition) ที่ซับซ้อนภายในเขตเปลือกสมองที่แปลผลทางตา อะมิกดะลา
cortical nucleus มีหน้าที่ในการรับกลิ่นและประมวลผลเกี่ยวกับ pheromone และรับสัญญาณประสาทจากป่องรับกลิ่น (olfactory bulb) และคอร์เทกซ์รับกลิ่น (olfactory cortex)
ส่วน lateral nuclei (หรือ lateral amygdalae คือ อะมิกดะลาด้านข้าง) ส่งพลังประสาทไปยังส่วนที่เหลือของ basolateral complex ไปยัง central nucleus และ medial nucleus (สองกลุ่มหลังรวมกันเรียกว่า centromedial nuclei) และรับสัญญาณประสาทมาจากระบบรับความรู้สึกต่าง ๆ 
centromedial nuclei เป็นตัวรับพลังประสาทหลักจาก basolateral complex มีบทบาทในความตื่นตัวที่ประกอบกับอารมณ์ความรู้สึก (emotional arousal) ที่พบในหนูและแมว หัวใจ
ไซโนเอเตรียลโนด (Sinaoatrial node) หรือ<b data-parsoid='{"dsr":[6751,6765,3,3]}'>เอสเอโนด (SA node) เป็นกลุ่มของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่มีการเปลี่ยนรูปไปเป็นเซลล์ของระบบนำไฟฟ้า โดยอยู่ในผนังของหัวใจห้องบนขวา เอสเอโนดทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นในการส่งกระแสไฟฟ้าไปตามกล้ามเนื้อหัวใจห้องบน ด้วยความถี่ประมาณ 60-70 ครั้งต่อนาที เอตริโอเวนตริคิวลาร์โนด (Atrioventricular node) หรือ<b data-parsoid='{"dsr":[7058,7071,3,3]}'>เอวีโนด (AV node) อยู่ระหว่างหัวใจห้องบนและห้องล่าง โดยจะรับกระแสไฟฟ้าที่ส่งมาตามหัวใจห้องบน แล้วจึงนำกระแสไฟฟ้าส่งลงไปยังหัวใจห้องล่างผ่านทางเส้นใยนำไฟฟ้าที่อยู่ในผนังกั้นหัวใจห้องล่างขวาและล่างซ้าย ซึ่งเรียกว่า บันเดิล ออฟ ฮิส (Bundle of His) และนำกระแสไฟฟ้าเข้าสู่หัวใจห้องล่างทางเส้นใยปัวคินเจ (Purkinje fiber) นอกจากนี้ในกรณีที่เอสเอโนดไม่สามารถกระตุ้นหัวใจได้ เอวีโนดจะทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นแทน