สมองของมนุษย์ทำหน้าที่อะไร?
สมอง
สมองมีหน้าที่ควบคุมและสั่งการการเคลื่อนไหว, พฤติกรรม และภาวะธำรงดุล (homeostasis) เช่น การเต้นของหัวใจ, ความดันโลหิต, สมดุลของเหลวในร่างกาย และอุณหภูมิ เป็นต้น หน้าที่ของสมองยังมีเกี่ยวข้องกับการรู้ (cognition) อารมณ์ ความจำ การเรียนรู้การเคลื่อนไหว (motor learning) และความสามารถอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับการเรียนรู้
ประสาทวิทยาศาสตร์
การศึกษาทางชีววิทยาของสมองของมนุษย์มีเนื้อหาเกี่ยวโยงกันของสาขาวิชาต่าง ๆ ในหลายระดับ มีตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงระดับเซลล์ (นิวรอน) ซึ่งมีทั้งระดับการทำงานของกลุ่มของนิวรอนจำนวนน้อย เช่น ในคอลัมน์ของสมองส่วนคอร์เทกซ์ (cortical columns) ไปจนถึงระดับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสมองที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับระบบประสาทการมองเห็น และไปจนถึงระดับการทำงานของระบบขนาดใหญ่ เช่น การทำงานของสมองส่วนซีรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือ ซีรีเบลลัม และการทำงานของสมองทั้งหมด อะมิกดะลา
อะมิกดะลาเป็นกลุ่มนิวเคลียสประกอบด้วยโครงสร้างต่าง ๆ ที่มีการเชื่อมต่อและหน้าที่ที่ต่าง ๆ กัน มีอยู่ในทั้งในสมองมนุษย์และสัตว์อื่น ๆ  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) รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
สมองเขตนี้ไม่ใช่มีความสำคัญในเรื่องเป็นส่วนของการแปลผลข้อมูลทางตาเพื่อการรู้จำวัตถุเท่านั้น
แต่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการแปลผลแบบง่าย ๆ อย่างอื่นของวัตถุในลานสายตา
มีความเกี่ยวข้องกับปัญหาเกี่ยวกับการรับรู้และความเข้าใจทางปริภูมิของวัตถุที่อยู่รอบ ๆ ตัว
และเป็นส่วนที่มีเซลล์ประสาทเดี่ยว ๆ ที่ทำหน้าที่โดยเฉพาะซึ่งอาจจะอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างคอร์เทกซ์นี้กับระบบความจำ มนุษย์
สมองของมนุษย์ อันเป็นจุดรวมระบบประสาทส่วนกลางในมนุษย์ ควบคุมระบบประสาทส่วนนอก นอกเหนือไปจากควบคุมกิจกรรมนอกอำนาจจิตใจที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติเป็นหลัก เช่น การหายใจและการย่อยอาหารแล้ว ยังเป็นที่คั้งของคำสั่งที่ "สูงกว่า" เช่น ความคิด การให้เหตุผลและภาวะนามธรรม[103] ขบวนการที่เกี่ยวกับการคิดนี้ซึ่งประกอบด้วยจิตและพฤติกรรม มีการศึกษาในสาขาจิตวิทยา 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] โดพามีน
ในสมอง โดพามีนทำหน้าที่เป็นสารสื่อประสาท (neurotransmitter) คอยกระตุ้น ตัวรับโดพามีน (dopamine receptor) โดพามีนทำหน้าที่เป็นฮอร์โมนประสาท (neurohormone) ที่หลั่งมาจากสมองส่วนไฮโปทาลามัส (hypothalamus) หน้าที่หลักของฮอร์โมนตัวนี้คือยับยั้งการหลั่งโปรแลคติน (prolactin) จากต่อมใต้สมองส่วนหน้า (anterior pituitary) สมองส่วนกลาง
สมองส่วนกลางของมนุษย์มีต้นกำเนิดเดียวกับ archipallium ซึ่งเป็นวิวัฒนาการของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังโบราณส่วนใหญ่ สารโดพามีนซึ่งสร้างในซับสแตนเชีย ไนกรามีบทบาทในการปรับตัวและการจูงใจในสิ่งมีชีวิตตั้งแต่มนุษย์ไปจนถึงสัตว์ชั้นต่ำอย่างเช่นแมลง สมอง
Frontal lobe ทำหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหว การออกเสียง ความคิด ความจำ สติปัญญา บุคลิก ความรู้สึก พื้นอารมณ์ Temporal lobe ทำหน้าที่ควบคุมการได้ยิน การดมกลิ่น Occipital lobe ทำหน้าที่ควบคุมการมองเห็น Parietal lobe ทำหน้าที่ควมคุมความรู้สึกด้านการสัมผัส การพูด การรับรส ประสาทสมอง
เส้นประสาทสมองทั้ง 12 คู่สามารถเรียกเป็นชื่อย่อโดยใช้คำว่า "Cranial nerve" หรือ "CN" แล้วตามด้วยเลขโรมันแสดงลำดับที่ของเส้นประสาทคู่นั้น ลำดับที่จะเรียงตามตำแหน่งของนิวเคลียสในก้านสมอง เช่น เส้นประสาทสมองเส้นที่ 3 (CN III หรือ เส้นประสาทกล้ามเนื้อตา) ออกจากก้านสมองในตำแหน่งที่สูงกว่าเส้นประสาทสมองเส้นที่ 12 (CN XII หรือ เส้นประสาทกล้ามเนื้อลิ้น) เพราะจุดเริ่มต้นของเส้นประสาทสมองเส้นที่ 12 จะอยู่ต่ำกว่าของเส้นประสาทสมองเส้นอื่นๆ การรับรู้รส
นอกจากการรู้รสแต่ละอย่างจะมีเซลล์รับรสโดยเฉพาะ ๆ ที่ตุ่มรับรสแล้ว ส่วนสมองที่ทำงานเป็นตัวแทนการรู้รสแต่ละอย่าง ๆ ก็ดูจะแยกเป็นส่วน ๆ ด้วย ดังที่พบใน insular cortex คือในมนุษย์ปกติ เมื่อรู้รสหนึ่ง ๆ คอร์เทกซ์ส่วนรู้รสบริเวณโดยเฉพาะ ๆ จะทำงาน เป็นการเข้ารหัสข้อมูลรสทางประสาทที่เรียกได้ว่า labeled line code[20][8] ภาวะสมองตาย
หลังจากที่สมองของบุคคลตาย กล่าวคือ หยุดการทำงานลงโดยสิ้นเชิง ร่างกายของบุคคลจะไม่ตอบสนองต่อการกระทบกระทั่งภายนอกอีก โดยระบบการทำงานอื่น ๆ ในร่างกายและชีวิตของบุคคลนั้นจะค่อย ๆ สิ้นสุดลงตามกาลและตามลำดับ เว้นแต่จะมีการประทังชีวิตด้วยอุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้นว่า เครื่องช่วยหายใจ เครื่องช่วยฟอกเลือด เครื่องช่วยสูบฉีดโลหิตแทนหัวใจ 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)  สมอง
สมอง คืออวัยวะสำคัญในสัตว์หลายชนิดตามลักษณะทางกายวิภาค หรือที่เรียกว่า encephalon จัดว่าเป็นส่วนกลางของระบบประสาท คำว่า สมอง นั้นส่วนใหญ่จะเรียกระบบประสาทบริเวณหัวของสัตว์มีกระดูกสันหลัง คำนี้บางทีก็ใช้เรียกอวัยวะในระบบประสาทบริเวณหัวของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอีกด้วย 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] กลีบสมอง
สมองกลีบอินซูลา (insular lobe) เป็นส่วนของคอร์เท็กซ์ที่อยู่ระหว่างและถูกปกคลุมด้วยสมองกลีบขมับและสมองกลีบข้าง ในบางตำราแยกคอร์เท็กซ์นี้ออกเป็นกลีบหนึ่งของสมอง และบางที่จัดกลุ่มกลีบนี้กับโครงสร้างลิมบิก ที่อยู่ลึกลงไปในสมองในกลีบลิมบิก (limbic lobe) ซีรีเบลลัม (Cerebellum) ทำหน้าที่เชื่อมโยงข้อมูลรับความรู้สึกกับการเคลื่อนไหว ซึ่งเกี่ยวข้องกับการรักษาร่างกายให้สมดุล ซีรีเบลลัมสามารถแบ่งออกเป็นสมองกลีบหน้า (anterior lobe), กลีบด้านหลัง (posterior lobe), และกลีบฟลอกคูโลโนดูลาร์ (flocculonodular lobe) ในบางครั้งมีการจัดให้ซีรีเบลลัมเป็นกลีบหนึ่งของสมองซึ่งถือว่าไม่ถูกต้อง Homo habilis
ขนาดสมองเฉลี่ยของมนุษย์กลุ่มนี้อยู่ที่ 610ซม3[7] โดยมีขนาดระหว่าง 550-687ซม3[11] ส่วนงานสร้างใหม่เสมือนที่ตีพิมพ์ในปี 2558 ประมาณปริมาตรของภายในกะโหลกระหว่าง 729-824 มล ซึ่งใหญ่กว่าขนาดที่เคยรายงานมาทั้งหมด[12] สมอง
สมองประกอบด้วยเซลล์สองชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เกลียมีหน้าที่ในการดูแลและปกป้องนิวรอน นิวรอนหรือเซลล์ประสาทเป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักยะงาน (action potential) การติดต่อระหว่างนิวรอนนั้นเกิดขึ้นได้โดยการหลั่งของสารเคมีชนิดต่าง ๆ ที่รวมเรียกว่า สารสื่อประสาท (neurotransmitter) ข้ามบริเวณระหว่างนิวรอนสองตัวที่เรียกว่า ไซแนปส์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมลงต่าง ๆ ก็มีนิวรอนอยู่นับล้านในสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่มักจะมีนิวรอนมากกว่าหนึ่งร้อยล้านตัวในสมอง สมองของมนุษย์นั้นมีความพิเศษกว่าสัตว์ตรงที่ว่ามีความซับซ้อนและใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับขนาดตัวของมนุษย์ 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] สมองมนุษย์
สมองมนุษย์</b>มีโครงสร้างทั่วไปเหมือนสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น แต่มีเปลือกสมองพัฒนามากกว่าสัตว์ชนิดอื่น สัตว์ใหญ่อย่างวาฬและช้างมีสมองใหญ่กว่าในเชิงสัมบูรณ์ แต่เมื่อเทียบกับขนาดกายแล้ว สมองมนุษย์ใหญ่เป็นเกือบสองเท่าของสมองโลมาปากขวดและใหญ่เป็นสามเท่าของสมองชิมแปนซี การขยายส่วนมากมาจากเปลือกสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลีบหน้า ซึ่งสัมพันธ์กับการทำหน้าที่บริหาร เช่น การควบคุมตน การวางแผน การให้เหตุผลและความคิดนามธรรม ส่วนของเปลือกสมองที่ทำหน้าที่มองเห็น คือ เปลือกสมองส่วนการเห็น ยังใหญ่มากในมนุษย์ด้วย 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] การรับรู้
ระบบการรับรู้ในสมองทำให้บุคคลสามารถเห็นโลกรอบ ๆ ตัวว่าเสถียร แม้ข้อมูลความรู้สึกปกติจะไม่สมบูรณ์และจะเปลี่ยนไปอยู่ตลอด
สมองมนุษย์และสัตว์มีโครงสร้างโดยเฉพาะ ๆ และแต่ละส่วนจะประมวลข้อมูลความรู้สึกที่ต่างกัน 
โครงสร้างบางอย่างจัดเหมือนกับแผนที่รับความรู้สึก คือมีการใช้ผิวสมองเป็นผังแสดงลักษณะบางอย่างของโลก (เช่นใน Somatotopy)
โครงสร้างโดยเฉพาะต่าง ๆ เหล่านี้จะเชื่อมต่อกันและมีอิทธิพลต่อกันและกัน
ยกตัวอย่างเช่น กลิ่นจะมีอิทธิพลอย่างสูงต่อรสชาติ 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]) ซีกสมอง
สมองทั้งสองซีกทำการประมวลข้อมูลเกี่ยวกับการรับรู้ แต่ว่ามีการจำกัดกิจโดยด้าน คือ สมองแต่ละซีกรับข้อมูลความรู้สึกมาจากด้านตรงข้ามของร่างกาย (มีการจำกัดกิจโดยด้านเกี่ยวกับข้อมูลทางตาที่แตกต่างจากประสาททางอื่นๆ แต่ก็ยังมีการจำกัดกิจโดยด้าน)
โดยนัยเดียวกัน สัญญาณควบคุมการเคลื่อนไหวที่สมองส่งไปยังร่างกายก็มาจากซีกสมองด้านตรงข้ามเช่นกัน ดังนั้น ความถนัดซ้ายขวา (คือมือข้างที่ถนัด) จึงมีความเกี่ยวข้องกับการจำกัดกิจโดยด้านเช่นกัน 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] 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 สมองของอัลเบิร์ต ไอนสไตน์
ในช่วงปี ค.ศ. 1980 - 1990 ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ศาสตราจารย์  โน้มน้าวให้ โทมัส ฮาร์วีย์ ยอมยกตัวอย่างจากสมองของไอนสไตน์ให้ เธอได้เปรียบเทียบอัตราส่วนของเซลล์เกลียในสมองของไอนสไตน์กับสมองที่ถูกถนอมอื่นๆกว่า 11 คน (เซลล์เกลียช่วยสนับสนุนและให้สารอาหารแก่สมอง สร้างไมอีลิน และมีส่วนร่วมในการส่งสัญญาณ และยังเป็นตัวประกอบอื่นๆของสมองนอกเหนือจากเซลล์ประสาท) ห้องปฏิบัติการของ ดร.ไดมอนด์ได้ตัดสมองไอนสไตน์เป็นส่วนบางๆ แต่ละแผ่นมีความหนาเพียง 6 มม. จากนั้นพวกเขาได้ใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อนับเซลล์ สมองของไอสไตน์นั้นมีจำนวนเซลล์เกลียต่อเซลล์ประสาทที่มากกว่าในทุกส่วนที่ศึกษา ทว่ามีแต่ในแถวอินทีเรียแพริเอตทัลซ้ายเท่านั้นที่ความแตกต่างนั้นมีนัยสำคัญทางสถิติ พื้นที่นี้เป็นส่วนหนึ่งของเปลือกสมองซึ่งเป็นส่วนของสมองสำหรับรวบรวมและสร้างข้อมูลจากหลายส่วนสมอง สภาพแวดล้อมที่กระตุ้นสามารถเพิ่มอัตราส่วนของเซลล์เกลีย และอัตราส่วนที่สูงอาจเกิดจากชีวิตของไอนสไตน์ที่ศึกษาปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่เต็มไปด้วยการกระตุ้น เซจิ โองาวะ
ดร. โองาวะได้ค้นพบหลักการที่ใช้ในการสร้างภาพของสมองโดยกิจและโดยสรีรภาพ โดยเฉพาะในสมองของมนุษย์ ได้สร้างเทคโนโลยีที่ต่อยอดจากการสร้างภาพโดย MRI โดยใช้ความแตกต่างกันของระดับออกซิเจนในเลือด เพื่อที่จะสร้างแผนผังของสมองที่สัมพันธ์กับการเดินโลหิตไปยังเซลล์ประสาทที่กำลังทำงานอยู่ นี่เป็นตัวช่วยในการทำแผนผังของการทำงานในสมองโดยไม่ต้องอาศัยการสัมผัสกับอวัยวะภายใน ขยายรายละเอียดของภาพโครงสร้างในสมองที่ทำได้โดย MRI ในปัจจุบัน fMRI เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในชีววิทยา ประสาทชีววิทยา จิตวิทยา ประสาทวิทยา สาขางานวิจัยอื่น ๆ และเพื่อวินิจฉัยเหตุทางกายภาพของโรคจิต กับความผิดปกติของสมองในเวชกรรม 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 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 กะโหลกศีรษะมนุษย์
ด้านในของกะโหลกศีรษะส่วนที่หุ้มสมองยังมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มรอบโครงสร้างของระบบประสาทกลาง เรียกว่า เยื่อหุ้มสมอง (meninges) ซึ่งมีอยู่ 3 ชั้นเรียงจากชั้นนอกสุดเข้าไปยังชั้นในสุดได้แก่ เยื่อดูรา (dura mater) , เยื่ออะแร็กนอยด์ (arachnoid mater) , และเยื่อเพีย (pia mater) เยื่อหุ้มสมองมีหน้าที่สำคัญในการปกป้องและหน้าที่ทางสรีรวิทยาอื่นๆ อีกมากมาย สมองของอัลเบิร์ต ไอนสไตน์
ข้อจำกัดที่ไดมอนด์ต้องยอมรับคือ การศึกษาของเธอนั้นประกอบด้วยสมองของไอนสไตน์เพียงหนึ่งก้อน เปรียบเทียบกับสมองของคนปกติอีก 11 ก้อน ประเด็นอื่นๆชี้ว่าเซลล์เกลียนั้นทำการแยกตัวตลอดเวลาขณะที่คนมีอายุมากขึ้น สมองของไอนสไตน์นั้นอายุ 76 ปี ขณะที่สมองที่โดนเปรียบเทียบนั้นมีอายุเฉลี่ยเพียง 64 ปี เท่านั้น นอกจากนี้ ข้อมูลของตัวอย่างสมองที่ถูกนำมาเปรียบเทียบนั้นมีน้อยมาก และส่วนใหญ่ขาดข้อมูล เช่น คะแนนไอคิว โรคทางสมอง หรือปัจจัยอื่นๆ ไดมอนด์ยังยอมรับว่างานวิจัยซึ่งแย้งกับงานศึกษาของเธอได้ถูกละเลย สมองของเขาตอนนี้อยู่ที่  Mütter Museum ในเมืองฟิลาเดลเฟีย และ 2 จาก 140 ส่วนของสมองถูกยืมโดย British Museum. ประสาทสมอง
ประสาทไขสันหลังลงไปถึงกระดูกสันหลังส่วนคอที่หนึ่ง และประสาทสมองบทบาทสัมพันธ์กันเหนือระดับนี้ ประสาทสมองมีเป็นคู่และอยู่ทั้งสองข้าง ประสาทสมองในมนุษย์มีสิบสองหรือสิบสามเส้นแล้วแต่แหล่งที่มา ซึ่งกำหนดชื่อด้วยตัวเลขโรมัน I–XII และมีการกำหนดเลขศูนย์ให้ประสาทสมองเส้นที่ 0 (หรือประสาทปลาย) ตามลำดับที่มีจุดกำเนิดจากสมองส่วนหน้าไปถึงด้านหลังของสมองและก้านสมอง สมองส่วนกลาง
สมองส่วนกลางเป็นส่วนหนึ่งของก้านสมอง ภายในมีส่วนเรียกว่าซับสแตนเชีย ไนกรา (substantia nigra) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการควบคุมระบบสั่งการของเบซัล แกงเกลีย (basal ganglia) ซึ่งริเริ่มและควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกาย สมองใหญ่
ในมนุษย์ เทเลนเซฟาลอนอยู่ล้อมรอบสมองส่วนที่เก่าแก่กว่า ระบบลิมบิก, ระบบรับรู้กลิ่น, และระบบสั่งการส่งใยประสาทจากบริเวณซับคอร์ติคัล (ชั้นลึก) (subcortical areas) ของซีรีบรัมไปยังส่วนของก้านสมอง ระบบความนึกคิด (cognitive system) และระบบความตั้งใจ (volitive system) ส่งใยประสาทจากบริเวณคอร์ติคัล (cortical area) ของซีรีบรัมไปยังทาลามัสและไปยังบริเวณอื่นๆ ของก้านสมอง เครือข่ายทางประสาทของเทเลนเซฟาลอนช่วยในพฤติกรรมการเรียนรู้ที่ซับซ้อน เช่น ภาษา ระบบดังกล่าวประกอบด้วยเนื้อขาว (white matter) และ เนื้อเทา (grey matter) ส่วนเนื้อเทามีการพับทบอย่างมากซึ่งน่าจะช่วยในการบรรจุกลุ่มเซลล์จำนวนมากในปริมาตรสมอง โดยการเพิ่มพื้นที่ผิว เทเลนเซฟาลอนยังประกอบด้วยบริเวณที่มีต้นกำเนิดจาก archipallium, paleopallium และ neopallium การเจริญของ neopallium ซึ่งประกอบด้วยส่วนซีรีบรัล คอร์เท็กซ์ เป็นลักษณะเฉพาะของมนุษย์และไพรเมต 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 สมองมนุษย์
หมวดหมู่:สมอง หมวดหมู่:กายวิภาคศาสตร์มนุษย์ มนุษย์
สมองมนุษย์รับรู้โลกภายนอกผ่านประสาทสัมผัส และแต่ละบุคคลก็ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากประสบการณ์ของตนเอง นำไปสู่มุมมองอัตวิสัยต่อการดำรงอยู่และการผ่านของเวลา กล่าวกันว่า มนุษย์มีความรู้สึกตัว ความตระหนักรู้ในตัวเอง และจิต ซึ่งสัมพันธ์อย่างคร่าว ๆ กับขบวนการทางจิตของความคิด ทั้งความรู้สึกตัว ความตระหนักรู้ในตัวเอง และจิตนี้ กล่าวกันว่า มีคุณภาพ เช่น ความสามารถในการรู้สึก เชาวน์ปัญญา และความสามารถในการรับรู้ความสัมพันธ์ระหว่างตัวเองกับสิ่งแวดล้อม ขอบเขตที่จิตสามารถก่อความคิดขึ้นหรือสัมผัสโลกภายนอกยังเป็นหัวข้อถกเถียงกันอยู่ เช่นเดียวกับนิยามและความสมเหตุสมผลของหลายคำที่ใช้ข้างต้น Executive functions
Executive functions (แปลว่า หน้าที่บริหาร ตัวย่อ EF) สามารถนิยามได้ว่า "เป็นทักษะที่จำเป็นในการทำกิจที่มีเป้าหมาย มีจุดมุ่งหมาย" เป็นคำครอบคลุมที่ใช้กล่าวถึงกระบวนการทางประชานที่ควบคุมและจัดการกระบวนการทางประชานอื่น ๆ 
เช่น การวางแผน (planning), ความจำใช้งาน (working memory), การใส่ใจ, การแก้ปัญหา, การเข้าใจเหตุผลโดยใช้คำ (verbal reasoning), cognitive inhibition (การมีสมาธิ), cognitive flexibility (การคิดถึงหลาย ๆ เรื่องได้พร้อมกัน), task switching (การทำงานหลาย ๆ งานได้พร้อมกัน) 
และการเริ่มและตรวจสอบการกระทำ
ตามทฤษฏีทางจิตวิทยา ระบบบริหาร (executive system) เป็นตัวควบคุมและบริหารกระบวนการทางประชานอื่น ๆ
มีหน้าที่เกี่ยวกับกระบวนการที่บางครั้งเรียกว่าเป็น "executive functions" (หน้าที่บริหาร) "executive skills" (ทักษะการบริหาร) "supervisory attentional system" (ระบบควบคุมโดยการใส่ใจ) หรือ "cognitive control" (การควบคุมทางประชาน)
ส่วน prefrontal cortex ของสมองกลีบหน้าเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ แต่ไม่ใช่ส่วนเดียว ที่ทำหน้าที่ดังที่กล่าวมานี้ เปลือกสมอง
โดยทั่วไป ซีกสมองทั้งสองข้างรับข้อมูลมาจากด้านตรงข้ามของร่างกาย ยกตัวอย่างเช่น คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายของสมองซีกขวา รับข้อมูลมาจากแขนขาข้างซ้าย และคอร์เทกซ์สายตาข้างขวารับข้อมูลมาจากลานสายตาด้านซ้าย การจัดระเบียบแผนที่ที่แสดงความรู้สึกในคอร์เทกซ์ เป็นไปตามอวัยวะที่รับรู้ความรู้สึกเช่นตาเป็นต้น เป็นแผนที่มีระเบียบที่เรียกว่า แผนที่โทโพกราฟิก (topographic map[24]) มนุษย์โบราณ
ซากสองอย่างหลังนี้ ชัดเจนว่ามีกายวิภาคปัจจุบัน แต่ซากแรกจาก Jebel Irhoud ยังไม่ชัดเจน เช่นมีนักวิชาการที่คัดค้านว่า กะโหลกศีรษะโดยเฉพาะคือหน้าผาก ไม่เหมือนของมนุษย์ปัจจุบันพอ
การเกิดขึ้นของมนุษย์โบราณสปีชีส์ต่าง ๆ บางครั้งใช้เป็นหลักฐานของทฤษฎี "ดุลยภาพเป็นพัก ๆ" (punctuated equilibrium)
ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่งเกิดวิวัฒนาการทางชีวภาพอย่างสำคัญภายในระยะเวลาสั้น ๆ 
แต่หลังจากนั้น สปีชีส์นั้นก็จะเปลี่ยนแปลงน้อยเป็นระยะเวลานานจนกระทั่งถึง "พัก" ต่อไป
ขนาดสมองของมนุษย์โบราณขยายขึ้นอย่างสำคัญเป็น 1,300 ซม จาก 900 ซม ของ "H. erectus"
โดยจากขนาดใหญ่สุดที่มนุษย์โบราณมี สมองมนุษย์หลังจากนั้นความจริงได้ลดขนาดลง การจำลองสมองทั้งหมด
นักวิทยาศาสตร์ชี้ว่า งานต่างๆที่เกิดจากจิตใจ เช่น การเรียนรู้ ความจำ และจิตรู้สำนึก ล้วนแล้วแต่เป็นกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าของสมองและมีกฎบางอย่างที่ควบคุมอยู่ แนวคิดเรื่องของการคัดลอกจิตใจไปยังคอมพิวเตอร์นั้นเป็นการมองจิตใจว่าเป็นเครื่องจักรอย่างหนึ่ง ตรงข้ามกับแนวคิดทางชีวิตนิยมที่ให้ความสำคัญเรื่องของชีวิตและจิตรู้สำนึก Split-brain
แม้การแปลผลภาพในใจ (จินตภาพ) ก็มีความแตกต่างกัน
คือสมองซีกขวามีสมรรถภาพดีกว่าในการหมุนภาพ
และสมองซีกซ้ายมีสมรรถภาพดีกว่าในการสร้างภาพ Split-brain
งานศึกษาวิจัยในเรื่องภาวะสมองแยกเริ่มขึ้นในปลายคริสต์ทศวรรษ 1950
ผู้บุกเบิกทางในงานนี้ก็คือ Michael Gazzaniga และโรเจอร์ สเปอร์รี
ผู้ทำงานร่วมกันที่แคลเทคเพื่อตรวจสอบหน้าที่ต่าง ๆ ของสมองที่ทำงานเป็นอิสระจากซีกสมองอีกข้างหนึ่งในคนไข้ภาวะสมองแยก
ผลงานวิจัยแสดงรูปแบบทั่ว ๆ ไปในคนไข้
ว่าการตัด corpus callosum ออกโดยสิ้นเชิงมีผลเป็นการตัดการส่งข้อมูลระหว่างซีกสมองเกี่ยวกับการรับรู้ การรับความรู้สึก (จากประสาทสัมผัสต่าง ๆ) การสั่งการ (ที่ควบคุมกล้ามเนื้อ) และข้อมูลอื่น ๆ โดยแสดงออกเป็นอาการที่น่าแปลกใจ
จึงทำให้ผู้วิจัย สามารถเข้าใจถึงทั้งความแตกต่างในการทำงานของซีกสมองทั้งสองข้าง
และทั้งกลไกที่ซีกสมองทั้งสองสื่อสารถึงกันและกันได้ เซลล์ประสาท
จำนวนนิวรอนในสมองต่างกันอย่างสำคัญในสปีชีส์ต่าง ๆ[35] สมองมนุษย์มีนิวรอนประมาณ 85,000-86,000 ล้านตัว[35][36] โดยมี 16,300 ล้านตัวในเปลือกสมองและ 69,000 ล้านตัวในสมองน้อย[36] โดยเทียบกันแล้ว หนอนนีมาโทดา Caenorhabditis elegans มีนิวรอนเพียงแค่ 302 ตัว ทำให้มันเป็นสัตว์ทดลองที่ดีมาก และนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแผนที่ของนิวรอนของหนอนทั้งหมดแล้ว ส่วนสัตว์ทดลองทางชีววิทยาที่สามัญอีกอย่างหนึ่ง คือ แมลงวันทอง (Drosophila melanogaster) มีนิวรอนประมาณแสนตัว และมีพฤติกรรมซับซ้อนมากมาย 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 เปลือกสมอง
เขตสัมพันธ์รวบรวมข้อมูลจากตัวรับความรู้สึกหรือเขตความรู้สึกต่าง ๆ แล้วสัมพันธ์ข้อมูลที่รับมานั้น กับประสบการณ์ในอดีต ต่อจากนั้น สมองก็จะทำการตัดสินใจและส่งศักยะงานไปยังเขตสั่งการเพื่อทำการตอบสนองต่อข้อมูลที่ได้รับนั้น[28] ตามนุษย์
ระบบการเห็นในสมองมนุษย์ช้าเกินที่จะประมวลข้อมูล ถ้าภาพวิ่งข้ามจอตาได้เร็วกว่าไม่กี่องศาต่อวินาที[25] ดังนั้น เพื่อให้มองเห็นเมื่อกำลังเคลื่อนไหว สมองจะต้องชดเชยการเคลื่อนไหวของศีรษะโดยกลอกตา สัตว์ที่มีตาหันไปทางด้านหน้ามจะมีบริเวณเล็ก ๆ ส่วนหนึ่งในจอตาที่เห็นได้ชัดมาก คือ รอยบุ๋มจอตา ซึ่งครอบคลุมมุมการมองเห็นประมาณ 2 องศาในมนุษย์ เพื่อจะให้เห็นได้ชัด สมองจะต้องกลอกตาให้ภาพของวัตถุเป้าหมายตกลงที่รอยบุ๋มจอตา ความล้มเหลวในการเคลื่อนตาอย่างถูกต้อง อาจทำให้เห็นภาพได้ไม่ดี ระบบประสาท
ระบบประสาทกาย มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายและรับสิ่งเร้า (stimulus) ต่าง ๆ จากภายนอกร่างกาย ระบบประสาทอิสระเป็นส่วนที่ไม่สามารถสั่งงานได้และมีหน้าที่ควบคุมอวัยวะภายในต่าง ๆ ในร่างกาย เช่น หัวใจ, ปอด เป็นต้น วิวัฒนาการของมนุษย์
ขนาดสมองเฉลี่ยของมนุษย์กลุ่มนี้อยูที่ 610ซม3[13] ซึ่งใหญ่กว่าของ australopithecine ประมาณ 50% โดยเฉลี่ย แต่ก็ยังเล็กกว่าสมองมนุษย์ปัจจุบันที่ 1,330ซม³ พอสมควร[13] ส่วนงานสร้างใหม่เสมือนที่ตีพิมพ์ในปี 2558 ประมาณปริมาตรภายในกะโหลกที่ระหว่าง 729-824 ซม3 ซึ่งใหญ่กว่าขนาดที่เคยรายงานมาทั้งหมด[152] 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]) ก้านสมอง
ก้านสมอง (Brainstem) เป็นส่วนที่อยู่ด้านหลังและล่างของสมอง เชื่อมระหว่าง สมองใหญ่ กับ ไขสันหลัง ประกอบด้วย เมดดูล่าออปลองกาต้า  พอนส์ และมิดเบรน ซึ่งเป็นที่อยู่ของเซลล์นิวเคลียสของเส้นประสาทสมอง เปลือกสมองส่วนรู้รส
งานศึกษาในคนไข้รายงานว่า ความเสียหายในส่วนหน้า (rostral) ของ insula ทำให้เกิดความผิดปกติในการรู้รส ในการระบุรส และระดับการรับรู้รสที่น้อยผิดปกติ
มีรายงานว่าคนไข้ที่ชักเริ่มจากส่วน frontal operculum จะเกิดรสชาติที่ไม่น่าพึงใจเมื่อเกิดอาการชัก
สมองส่วน insula ยังทำงานเมื่อเห็นภาพเกี่ยวกับรสชาติ
คือ งานศึกษาต่าง ๆ ซึ่งเทียบเขตสมองที่ทำงานเมื่อเห็นรูปอาหารและเมื่อเห็นรูปสถานที่พบว่า รูปอาหารจะทำให้ insula/operculum ด้านขวา และ orbitofrontal cortex ด้านซ้าย ทำงาน 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] Split-brain
ดร. สเปอร์รีได้ทำการทดลองอย่างหนึ่งที่น่าสนใจ คือ ให้คนไข้เพ่งดูจุด ๆ หนึ่งที่ตรงกลางของจอภาพ
แล้วฉายภาพตัวกระตุ้นอย่างหนึ่งทางด้านเดียวของจอ
โดยการทำอย่างนี้ เขาสามารถแสดงภาพตัวกระตุ้นให้กับสมองเพียงซีกเดียวเท่านั้น
และทดสอบหน้าที่ของ corpus callosum ในการส่งข้อมูลไปยังอีกซีกสมองหนึ่ง
เพื่อดูว่า ซีกสมองอีกซีกหนึ่งจะสามารถตอบสนองต่อตัวกระตุ้นที่กำลังฉายอยู่โดยไม่มี corpus callosum ได้หรือไม่ Executive functions
โดยประวัติแล้ว EF พิจารณาว่าควบคุมโดยสมองส่วน prefrontal ของสมองกลีบหน้า
แต่จริง ๆ แล้วก็ยังเป็นประเด็นที่ถกเถียงกันอยู่
แม้ว่า บทความเกี่ยวกับรอยโรคในส่วน prefrontal ของสมองกลีบหน้าจะกล่าวถึงความผิดปกติของ EF และบทความเกี่ยวกับความผิดปกติของ EF ก็จะกล่าวถึงรอยโรคในส่วน prefrontal ของสมองกลีบหน้า
บทความปริทัศน์หนึ่งพบว่า ความสัมพันธ์ระหว่าง EF กับสมองกลีบหน้าที่ไม่เสียหายและใช้งานได้ มี sensitivity สูง (คือถ้า EF ปกติ สมองกลีบหน้าก็ปกติด้วย) แต่มี specificity ต่ำ (คือถ้า EF ผิดปกติ สมองกลีบหน้าอาจจะปกติ)
ซึ่งหมายความว่า เขตสมองทั้งในส่วนหน้าและไม่ใช่ส่วนหน้าจำเป็นต่อการทำงานปกติในระบบบริหาร
คือ สมองกลีบหน้าอาจจะต้องมีส่วนร่วมใน EF ทั้งหมด แต่ไม่ใช่สมองส่วนเดียวที่มีบทบาท ผลทางประสาทชีวภาพของการออกกำลังกาย
งานศึกษาในสัตว์พบว่า การออกกำลังกายมีอิทธิพลต่อพัฒนาการของสมองในช่วงต้นของชีวิต หนูที่มีล้อวิ่งหรือมีของเล่นออกกำลังกายอื่น ๆ มีพัฒนาการของเซลล์ประสาทเกี่ยวกับการเรียนรู้และความจำที่ดีกว่า[84] งานสร้างภาพสมองในมนุษย์แสดงผลเช่นเดียวกัน ที่การออกกำลังกายนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างและการทำหน้าที่ของสมอง[84] นักวิจัยบางท่านได้เชื่อมระดับความฟิตต่ำในเด็กกับการมี executive function ที่เสียหายเมื่อถึงวัยสูงอายุ แต่ก็มีหลักฐานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ว่า ความจริงมันอาจจะสัมพันธ์กับความไม่สามารถควบคุมการการใส่ใจ หยุดพฤติกรรมอัตโนมัติ (inhibitory control) และไม่สนใจตัวกวนสมาธิ (interference control)[81] 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] สมองมนุษย์
สมองที่ยังมีชีวิตอยู่อ่อนมาก มีเนื้อคล้ายเจลาตินอ่อนหรือเต้าหู้อ่อน แม้ถูกเรียกว่า เนื้อเทา แต่เปลือกสมองที่ยังมีชีวิตมีสีชมพู-เบจ (beige) และด้านในมีสีออกขาว ปรัชญา
จิตนั้นเป็นสิ่งที่ทำให้เรารู้จักการเรียนรู้ คิดค้น และมีอารมณ์ ความรู้สึกได้ ส่วนสมองนั้นเป็นเพียงเครื่องมือสำคัญที่ช่วยให้มนุษย์เรียนรู้และเข้าใจสิ่งต่าง ๆ ได้ แต่ผู้ที่กระทำการเรียนรู้ เข้าใจ นึกคิดนั้นต้องเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่ไม่ใช่สมอง และไม่ใช่สสาร และสิ่งนั้นคือ จิตหรือวิญญาณ และแม้ว่า จิตจะไม่มีตัวตน จับต้องไม่ได้ แต่มันก็เป็น จริงอยู่ในตัวเราเท่า ๆ กับร่างกายที่เป็นจริงด้วย 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 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 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 สมองส่วนกลาง
ท่อน้ำสมองวิ่งผ่านตลอดความยาวของสมองส่วนกลาง เชื่อมระหว่างโพรงสมองที่สามและโพรงสมองที่สี่ การปรับตัว (ชีววิทยา)
ความขัดแย้งระหว่างขนาดสมองของทารกมนุษย์เมื่อคลอด (ซึ่งไม่สามารถใหญ่กว่าประมาณ 400 ซม ไม่เช่นนั้นก็จะผ่านเชิงกรานของแม่ออกมาไม่ได้) กับขนาดสมองของผู้ใหญ่ (เฉลี่ยที่ 1,300 ซม) หมายความว่า สมองของทารกเกิดใหม่ยังต้องเจริญเติบโตอีกมาก
สิ่งที่จำเป็นต่อชีวิตมนุษย์มากที่สุด (รวมทั้งการเคลื่อนไหวและการพูด) จำต้องรอให้สมองโตเสียก่อน
นี่เป็นผลของการอะลุ้มอล่วยในกำเนิดทารก
เป็นปัญหาที่โดยมากมาจากการเป็นสัตว์สองเท้าของมนุษย์ เพราะถ้าไม่ได้เดินด้วยสองเท้า เชิงกรานแม่ก็อาจจะมีรูปร่างที่เหมาะสมกับศีรษะที่ใหญ่ยิ่งกว่านี้
นี่เป็นปัญหาที่สายพันธุ์มนุษย์ที่มีสมองใหญ่เช่นนีแอนเดอร์ทาลก็มีเหมือนกัน มนุษย์
มนุษย์มีลักษณะพิเศษ คือ มีสมองใหญ่เมื่อเทียบกับขนาดตัว โดยเฉพาะสมองชั้นนอก สมองส่วนหน้า และสมองกลีบขมับที่พัฒนาเป็นอย่างดี ทำให้มนุษย์สามารถให้เหตุผลเชิงนามธรรม ใช้ภาษา พินิจภายใน (introspection) แก้ปัญหาและสร้างสรรค์วัฒนธรรมผ่านการเรียนรู้ทางสังคม ขีดความสามารถทางจิตใจของมนุษย์นี้ ประกอบกับการปรับตัวมาเคลื่อนไหวสองเท้าซึ่งทำให้มือว่างจัดการจับวัตถุได้ ทำให้มนุษย์สามารถใช้อุปกรณ์เครื่องมือได้ดีกว่าสปีชีส์อื่นใดบนโลกมาก มนุษย์ยังเป็นสปีชีส์เดียวเท่าที่ทราบที่ก่อไฟและทำอาหารเป็น สวมใส่เสื้อผ้า และสร้างสรรค์และใช้เทคโนโลยีและศิลปะอื่น ๆ การศึกษามนุษย์เป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ เรียกว่า มานุษยวิทยา สมองมนุษย์
ครึ่งทรงกลมสมอง (สมองใหญ่) เป็นส่วนใหญ่สุดของสมองมนุษย์และอยู่เหนือโครงสร้างสมองอื่น คลุมด้วยชั้นเปลือกสมอง ซึ่งมีรายละเอียดเฉพาะส่วนบิดเวียน ใต้สมองใหญ่มีก้านสมอง ลักษณะคล้ายก้านซึ่งมีสมองใหญ่ติดอยู่ ด้านหลังของสมอง ใต้สมองใหญ่และหลังก้านสมอง มีสมองน้อย ซึ่งมีผิวเป็นร่องตามขวาง คือ เปลือกสมองน้อย ซึ่งทำให้ดูต่างจากพื้นที่สมองอื่น โครงสร้างเดียวกันนี้ยังปรากฏในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น แม้มีขนาดสัมพัทธ์แตกต่างกันมาก เป็นกฎว่ายิ่งสมองใหญ่เล็กเท่าใด เปลือกสมองจะยิ่งบิดเวียนน้อยเท่านั้น เปลือกสมองของหนูแทบเรียบ ตรงข้ามกับเปลือกสมองของโลมาหรือวาฬที่บิดเวียนมากกว่าเปลือกสมองมนุษย์ เยื่อหุ้มสมอง
เยื่อหุ้มสมองและไขสันหลัง (meninges) เป็นระบบของเยื่อหุ้มที่ปกคลุมระบบประสาทกลาง เยื่อหุ้มสมองประกอบด้วยชั้น 3 ชั้นได้แก่ เยื่อดูรา หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นนอก (dura mater) , เยื่ออะแร็กนอยด์ หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง (arachnoid mater) , และเยื่อเพีย หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นใน (pia mater) หน้าที่หลักของเยื่อหุ้มสมองและน้ำหล่อสมองไขสันหลัง (cerebrospinal fluid) คือเพื่อปกป้องระบบประสาทกลาง 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] กะโหลกศีรษะ
กระดูกหุ้มสมอง หรือ นิวโรเครเนียม (Neurocranium) ซึ่งหุ้มรอบสมองและอวัยวะรับสัมผัสเช่นเดียวกับในมนุษย์ ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 ส่วนได้แก่ บริเวณรับกลิ่น (Olfactory Region) , บริเวณเบ้าตา (Orbital region) , บริเวณหู (Otic Region) , และบริเวณฐานกล่องสมอง (Basicranial Region) [9] บรางคิโอเครเนียม (Branchiocranium) ซึ่งเป็นส่วนกระดูกที่ไม่ได้หุ้มรอบสมอง แบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ บริเวณปากและขากรรไกร (Oromandibular Region) , บริเวณไฮออยด์ (hyoid region) และบริเวณเหงือก (branchial region) [9] 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 Split-brain
งานวิจัยในมนุษย์และลิงที่ตายแล้ว แสดงว่า corpus callosum มีการจัดวางเป็นระเบียบตามหน้าที่
ดังนั้นจึงมีเขตต่าง ๆ ที่เป็นเขตเฉพาะประสาทสัมผัส 
นั่นก็คือ corpus callosum มีเขตต่าง ๆ โดยเฉพาะสำหรับข้อมูลต่าง ๆ โดยเฉพาะ
งานวิจัยแสดงว่า anterior midbody สื่อข้อมูลสั่งการ (motor)
ส่วน posterior midbody ส่งข้อมูลความรู้สึกทางกาย (somatosensory)
ส่วน isthmus ส่งข้อมูลเสียง
และ splenium ส่งข้อมูลเกี่ยวกับการเห็น  สมองน้อย
ซีรีเบลลัม หรือ สมองน้อย () เป็นบริเวณของสมองที่ทำหน้าที่สำคัญในการประมวลการรับรู้และการควบคุมการสั่งการ เนื่องจากซีรีเบลลัมทำหน้าที่ประสานการควบคุมการสั่งการ จึงมีวิถีประสาทเชื่อมระหว่างซีรีเบลลัมและคอร์เท็กซ์สั่งการของซีรีบรัม (ซึ่งจะส่งข้อมูลไปยังกล้ามเนื้อเพื่อเคลื่อนไหว) และลำเส้นใยประสาทสไปโนซีรีเบลลาร์ (spinocerebellar tract) (ซึ่งทำหน้าที่ส่งข้อมูลการรับรู้อากัปกิริยาจากไขสันหลังกลับมายังซีรีเบลลัม) ซีรีเบลลัมทำหน้าที่ประมวลวิถีประสาทต่างๆ โดยใช้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของร่างกายและการเคลื่อนไหวละเอียดที่ส่งกลับเข้ามา ออโตสเตอริโอแกรม
สมองของมนุษย์เรานั้น มีกลไกในการรับรู้ภาพแบบสเตอริโอ ซึ่งเป็นการรับรู้ถึงระยะความลึกของภาพ จากภาพ 2 มิติที่รับเข้ามาจากตาทั้งสองข้างซึ่งจะมีความแตกต่างกันเล็กน้อย สมองของเราจะพยายามรับรู้ถึงระยะความลึกใน 3 มิติโดยการเปรียบเทียบจุดต่าง ๆ ในภาพที่รับเข้ามาทางตาด้านหนึ่ง กับภาพที่รับเข้าทางตาอีกด้านหนึ่ง และประเมินระยะความลึกของภาพได้ หัวใจ
หน้าที่หลักของหัวใจคือการสูบฉีดเลือดผ่านระบบไหลเวียนเพื่อไปเลี้ยงร่างกายทั้งร่าง การไหลเวียนนี้แบ่งออกเป็นการไหลเวียนเลี้ยงกายที่ส่งเลือดไปเลี้ยงร่างกายและรับเลือดที่ใช้แล้วกลับ และการไหลเวียนผ่านปอด ซึ่งส่งเลือดไปฟอกที่ปอดและรับเลือดกลับจากปอดมาหัวใจเพื่อเตรียมสูบฉีดต่อไปยังร่างกาย ขณะที่เลือดไหลเวียนผ่านปอดจะมีการแลกเปลี่ยนก๊าซ รับเอาออกซิเจนเข้ามาในเลือด และส่งคาร์บอนไดออกไซด์ออกไปยังปอดผ่านการหายใจ หลังจากนั้นระบบไหลเวียนกายจะส่งเลือดแดงที่มีออกซิเจนมากไปยังร่างกาย และรับเลือดดำที่มีคาร์บอนไดออกไซด์มากและมีออกซิเจนน้อยกลับมายังปอด[1] การจำลองสมองทั้งหมด
สมองของมนุษย์ประกอบไปด้วยเซลล์ประสาท 86,000 ล้านเซลล์ แต่ละเซลล์เชื่อมต่อกับเซลล์อื่นด้วยแอกซอนและเดนไดรต์ สัญญาณที่จุดเชื่อมต่อที่เรียกว่าไซแนปส์นี้จะถูกส่งไปยังอีกเซลล์ด้วยการปล่อยและจับสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาท นักวิทยาศาสตร์ด้านประสาทวิทยาส่วนใหญ่เชื่อกันว่า จิตใจของมนุษย์อุบัติขึ้นด้วยการประมวลผลของเครือข่ายประสาทเหล่านี้ ตามนุษย์
เหมือนกับตาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ เซลล์ปมประสาทไวแสง (photosensitive ganglion cell) ในจอตามนุษย์ซึ่งไม่ช่วยให้เห็นภาพ จะได้สัญญาณแสงซึ่งมีผลต่อการปรับขนาดรูม่านตา ควบคุมและระงับการหลั่งฮอร์โมนเมลาโทนิน และปรับตัวทางสรีรภาพและพฤติกรรมตามจังหวะรอบวัน (circadian rhythm)[3] โรคหลอดเลือดสมอง
โรคลมปัจจุบัน หรือ โรคลมเหตุหลอดเลือดสมอง หรือ โรคหลอดเลือดสมอง (English: stroke) เป็นการหยุดการทำงานของสมองอย่างฉับพลันโดยมีสาเหตุจากการรบกวนหลอดเลือดที่เลี้ยงสมอง โรคนี้อาจเกิดจากการขาดเลือดเฉพาะที่ของสมอง (ischemia) ซึ่งมีสาเหตุจากภาวะหลอดเลือดมีลิ่มเลือด (thrombosis) หรือภาวะมีสิ่งหลุดอุดหลอดเลือด (embolism) หรืออาจเกิดจากการตกเลือด (hemorrhage) ในสมอง ผลจากภาวะดังกล่าวทำให้สมองส่วนที่ขาดเลือดหรือตกเลือดทำงานไม่ได้ และอาจส่งผลทำให้อัมพาตครึ่งซีก (hemiplegia; ไม่สามารถขยับแขนขาส่วนใดส่วนหนึ่งหรือซีกใดซีกหนึ่ง) ไม่สามารถที่จะทำความเข้าใจหรือพูดได้ หรือตาบอดครึ่งซีก (hemianopsia; ไม่สามารถมองเห็นครึ่งซีกหนึ่งของลานสายตา)[1] ทั้งนี้ถ้ามีความรุนแรงมาก อาจทำให้ถึงตายได้ คอลัมน์ในคอร์เทกซ์
ในเปลือกสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เนื้อเทาที่หุ้มเนื้อขาว ประกอบด้วยชั้นเซลล์ประสาทต่าง ๆ เปลือกสมองของมนุษย์มีความหนาประมาณ 2-4 มิลลิเมตร ส่วนจำนวนของชั้นเซลล์ประสาทนั้น เหมือนกันในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด แต่ว่า มีจำนวนต่าง ๆ กันไปภายในคอร์เทกซ์ ส่วนในคอร์เทกซ์ใหม่ จะสามารถสังเกตเห็นชั้นทั้ง 6 ของคอร์เทกซ์ได้ แม้ว่า เขตหลายเขตอาจจะมีจำนวนชั้นบกพร่องไปบ้าง เช่นในเขต archipallium และ paleopallium กลีบสมอง
กลีบสมอง (English: Lobes of the brain) เป็นส่วนหนึ่งของสมอง ในการแบ่งกลีบของสมองในระยะดั้งเดิม เป็นการแบ่งตามลักษณะทางกายวิภาค ซึ่งแสดงถึงความเกี่ยวข้องกับหน้าที่ที่ต่างๆ กันของสมอง เทเลนเซฟาลอน ซึ่งเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของสมองมนุษย์แบ่งออกได้เป็นกลีบต่างๆ เช่นเดียวกันกับสมองส่วนซีรีเบลลัม แต่หากไม่ระบุให้เจาะจงลงไป การแบ่งกลีบของสมองมักหมายถึงการแบ่งกลีบเฉพาะของซีรีบรัม เทสโทสเตอโรน
หน้าที่ของระดับฮอร์โมนที่สูงขึ้นในมนุษย์ยังไม่ชัดเจน มีการคาดว่า เป็นการสร้างบุรุษภาพในสมอง เนื่องจากว่าอวัยวะอื่น ๆ ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างสำคัญ[17] สมองเพศชายจะเกิดบุรุษภาพอาศัยกระบวนการ aromatization ที่เปลี่ยนเทสโทสเตอโรนให้เป็นเอสโทรเจน ซึ่งสามารถข้ามส่วนกั้นระหว่างเลือด-สมอง (blood-brain barrier) เข้าไปในสมอง เทียบกับทารกหญิงที่จะมีโปรตีน α-fetoprotein เข้ายึดกับเอสโทรเจน ทำให้สมองของหญิงไม่เปลี่ยนแปลง[18] วิวัฒนาการของมนุษย์
มนุษย์สปีชีส์ต่าง ๆ มีสมองที่ใหญ่กว่าไพรเมตประเภทอื่น ๆ ซึ่งในมนุษย์ปัจจุบันมีขนาดเฉลี่ย 1,330 ซม3 ใหญ่กว่าของลิงชิมแปนซีหรือลิงกอริลลามากกว่าสองเท่า[107] การขยายขนาดสมอง[upper-alpha 5] เริ่มขึ้นที่มนุษย์สกุล Homo habilis ซึ่งมีขนาดสมองที่ประมาณ 610 ซม3 เป็นขนาดที่ใหญ่กว่าลิงชิมแปนซีเล็กน้อย (ระหว่าง 300-500 ซม3[17]) ตามมาด้วย Homo ergaster/erectus ที่ขนาดเฉลี่ย 850 ซม3[26] ไปสุดที่ Neanderthal ที่ขนาดเฉลี่ย 1,500 ซม3[108] ซึ่งใหญ่กว่าของมนุษย์ปัจจุบันเสียอีก จุดประสานประสาทไฟฟ้า
บทบาทหน้าที่ของไซแนปส์ไฟฟ้าแตกต่างกันไปในสมองแต่ละบริเวณซึ่งส่วนใหญ่พบไซแนปส์ไฟฟ้าได้ในสมองส่วนที่มีการกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทเป็นกลุ่มพร้อมๆ กัน ในช่วงการเจริญพัฒนาของตัวอ่อน (เอ็มบริโอ) ในระยะต่างๆ นั้นไซแนปส์ไฟฟ้ามีส่วนสำคัญในการสื่อสารระหว่างเซลล์ โดยสัญญาณไฟฟ้าและสัญญาณเคมีจะถูกส่งผ่านช่องแกปจังชั่นเพื่อช่วยสื่อสารการทำงานของเซลล์ประสาทในกระบวนการเจริญพัฒนาของสมอง นอกจากนี้แกปจังชั่นยังสามารถพบได้ในเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาท เช่น เซลล์เกลีย เซลล์เอพิทีเลียม เซลล์กล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อหัวใจ เซลล์ตับ และเซลล์ในต่อมต่างๆ เป็นต้น 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] 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) เปลือกสมอง
เปลือกสมองมีการเชื่อมต่อกับเขตใต้เปลือกสมองหลายเขต เช่น ทาลามัสและปมประสาทฐาน และส่งข้อมูลไปยังเขตเหล่านั้นโดยใยประสาทนำออก และรับข้อมูลจากเขตเหล่านั้นโดยใยประสาทนำเข้า โดยส่วนมาก ข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกทางประสาทความรู้สึกต่าง ๆ รับการส่งไปยังเปลือกสมองผ่านทาลามัส แต่ว่า ข้อมูลเกี่ยวกับกลิ่นรับการส่งผ่านส่วนป่องกลิ่น (olfactory bulb[22]) ไปยังคอร์เทกซ์รูปชมพู่ (piriform cortex) ซึ่งเป็นคอร์เทกซ์ที่ประมวลการรับรู้ของกลิ่น การเชื่อมต่อโดยมากในคอร์เทกซ์ไปจากเขตคอร์เทกซ์หนึ่งไปยังอีกเขตหนึ่ง ไม่ใช่ไปยังเขตใต้เปลือกสมอง เบรเท็นเบอร์ก และชูส (ค.ศ. 1991) ประมาณการเชื่อมต่อภายในคอร์เทกซ์ไว้ที่ 99%[23] (และดังนั้น การเชื่อมต่อกับส่วนนอกคอร์เทกซ์ไว้ที่ 1%) รอยนูนแองกูลาร์
การทำงานของรอยนูนแองกูลาร์แสดงว่ามันไม่เพียงแค่สื่อการค้นคืนความจำเท่านั้น แต่ยังบันทึกทั้งความขัดแย้งกันระหว่างข้อมูลความจำที่คาดหมายกับข้อมูลความจำที่ค้นคืนมาได้จริง ๆ และทั้งข้อมูลความจำที่ผิดปกติ[2] รอยนูนแองกูลาร์สามารถเข้าถึงความจำทั่ว ๆ ไป และความจำได้แบบเป็นตอน ๆ ซึ่งมีประโยชน์ในการเข้าใจถึงเจตนาความตั้งใจของบุคคลต่าง ๆ[21] นอกจากนี้แล้ว รอยนูนแองกูลาร์อาจจะใช้วิธีการส่งสัญญาณแบบป้อนกลับเพื่อตรวจสอบว่า การค้นคืนความจำนั้นเป็นไปตามที่คาดหมาย หรือผิดปกติ กะโหลกศีรษะมนุษย์
ภายในกะโหลกศีรษะยังมีโพรงไซนัส (sinus cavities) ซึ่งบุด้วยเนื้อเยื่อบุผิวแบบเดียวกับที่พบในทางเดินอากาศ โพรงไซนัสมี 4 คู่ หน้าที่ของโพรงไซนัสยังเป็นที่ถกเถียงอยู่ในปัจจุบัน แต่เชื่อว่าช่วยในการทำให้กะโหลกศีรษะมีน้ำหนักเบาขึ้นโดยไม่ทำให้กะโหลกศีรษะแข็งแรงน้อยลง ทำให้ศีรษะไม่เอนมาทางด้านหน้าและทำให้ศีรษะตั้งตรงได้ ช่วยให้เสียงก้องกังวาน และช่วยให้อากาศที่ผ่านโพรงจมูกเข้าไปในทางเดินหายใจอุ่นและชื้นมากขึ้น เปลือกสมอง
เขตสัมพันธ์ หรือ เขตประสาทสัมพันธ์ หรือ คอร์เทกซ์สัมพันธ์ (English: association areas, English: association cortex) ทำหน้าที่เป็นที่กำเนิดของประสบการณ์การรับรู้ ที่ทำความหมายเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมให้ปรากฏ (คือทำให้เราเข้าใจสิ่งแวดล้อม) ที่ทำให้เราสามารถตอบสนองกับสิ่งแวดล้อมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสนับสนุนให้เกิดความคิดทางนามธรรม และการใช้ภาษา ส่วนของเขตสัมพันธ์ คือ สมองกลีบข้าง สมองกลีบขมับ และสมองกลีบท้ายทอย ซึ่งล้วนแต่อยู่ด้านหลังของคอร์เทกซ์ ทำหน้าที่จัดระเบียบข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึก เช่นการเห็นเป็นต้น ให้เป็นแบบจำลองเพื่อการรับรู้สิ่งแวดล้อมที่เข้ากัน (คล้องจองกัน ปะติดปะต่อกัน) โดยมีตัวเราเองเป็นศูนย์กลาง Split-brain
สมองซีกขวาควบคุม (และรับข้อมูลความรู้สึกจาก) กายด้านซ้าย
ในขณะที่สมองซีกซ้ายควบคุม (และรับข้อมูลความรู้สึกจาก) กายด้านขวา
แต่การงานที่ง่าย ๆ หลายอย่าง โดยเฉพาะที่เกี่ยวกับการทำความเข้าใจของข้อมูลที่ได้รับ
ต้ออาศัยการทำหน้าที่เฉพาะของซีกสมองทั้งสอง และดังนั้น ต้องอาศัยการสื่อสารกันผ่านเส้นประสาทที่เชื่อมต่อซีกสมองทั้งสอง ป่องรู้กลิ่น
ป่องรู้กลิ่น หรือ ป่องรับกลิ่น
เป็นโครงสร้างทางประสาทแบบเป็นชั้น ๆ ที่สมองส่วนหน้าของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (โดยในมนุษย์จะอยู่ที่ด้านหน้าส่วนล่าง) ซึ่งมีบทบาทในการได้กลิ่น
ป่องรับกลิ่นรับข้อมูลขาเข้ามาจากเซลล์ประสาทรับกลิ่นที่เยื่อรับกลิ่นซึ่งบุโพรงจมูกเป็นบางส่วน แล้วส่งข้อมูลขาออกผ่านลำเส้นใยประสาท lateral olfactory tract ไปยังเปลือกสมองส่วนการรู้กลิ่น
แม้การแปลผลกลิ่นอย่างแม่นยำของป่องรู้กลิ่นจะยังไม่ชัดเจน แต่ก็เชื่อว่ามันทำหน้าที่เป็นตัวกรอง/ฟิลเตอร์ ที่อาจมีบทบาทต่าง ๆ รวมทั้ง
แยกแยะกลิ่น,
เพิ่มความไวการตรวจจับกลิ่น,
กรองกลิ่นพื้นหลังเพื่อเพิ่มสัญญาณกลิ่นที่เลือก,
และอำนวยให้สมองระดับสูงควบคุมระดับสัญญาณจากป่องรับกลิ่นตามสภาวะทางสรีรภาพของสัตว์ มนุษย์
สปีชีส์มนุษย์พัฒนาสมองใหญ่กว่าสมองของไพรเมตอื่นมาก โดยทั่วไป สมองมนุษย์สมัยใหม่มีปริมาตร 1,330 ซม.3 กว่าสองเท่าของขนาดสมองชิมแปนซีหรือกอริลลา[20] รูปแบบของการรวมอวัยวะสำคัญที่หัวเริ่มต้นด้วย Homo habilis ซึ่งมีขนาดสมองประมาณ 600 ซม.3 ใหญ่กว่าชินแปนซีเล็กน้อย ตามมาด้วย Homo erectus (800-1,100 ซม.3) และถึงขีดสุดในนีแอนเดอร์ทาล โดยมีขนาดโดยเฉลี่ย 1,200-1,900 ซม.3 ซึ่งใหญ่กว่า Homo sapiens เสียอีก รูปแบบของการเจริญเติบโตของสมองหลังคลอดของมนุษย์แตกต่างไปจากลิงไม่มีหางอื่น และทำให้มีระยะการเรียนรู้ทางสังคมและการพัฒนาทักษะภาษายาวนานขึ้นในมนุษย์วัยเยาว์ อย่างไรก็ดี ข้อแตกต่างระหว่างโครงสร้างสมองมนุษย์กับสมองลิงไม่มีหางอื่นอาจสำคัญมากกว่าข้อแตกต่างในด้านขนาด[21][22][23][24] การเพิ่มปริมาตรขึ้นตามเวลาได้กระทบต่อพื้นที่ต่าง ๆ ในสมองไม่เท่ากัน สมองกลีบขมับ ซึ่งบรรจุศูนย์กลางการประมวลผลภาษาได้เพิ่มขึ้นอย่างไม่ได้สัดส่วน เช่นเดียวกับที่สมองส่วนหน้าซึ่งเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจที่ซับซ้อนและการประสานพฤติกรรมทางสังคม[20] การรวมอวัยวะสำคัญไว้ที่หัวมีความสัมพันธ์กับการที่มนุษย์เน้นกินเนื้อสัตว์เป็นอาหารเพิ่มขึ้น[25][26] หรือกับพัฒนาการของการทำอาหาร[27] และมีการเสนอว่า เชาวน์ปัญญาเพิ่มขึ้นเพื่อเป็นการสนองต่อความจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาสังคมที่เพิ่มขึ้น เมื่อสังคมมนุษย์ซับซ้อนขึ้น บริเวณเวอร์นิเก
บริเวณเวอร์นิเก (Wernicke's area) เป็นบริเวณของซีรีบรัล คอร์เท็กซ์ในสมองของมนุษย์ อยู่ด้านหลังของลอนสมองซุพีเรียร์เทมพอรัล (superior temporal gyrus) ล้อมรอบคอร์เท็กซ์ของระบบรับเสียง (auditory cortex) บนร่องด้านข้างหรือร่องซิลเวียน [ซึ่งเป็นส่วนที่สมองกลีบขมับ (temporal lobe) และสมองกลีบข้าง (parietal lobe) มาพบกัน] อาจเรียกบริเวณนี้ว่าส่วนท้ายของบริเวณโบรดมันน์ 22 และในคนส่วนใหญ่บริเวณนี้จะอยู่ในสมองซีกซ้าย ซึ่งทำหน้าที่เฉพาะในด้านทักษะทางภาษา การอุดตันของหลอดเลือดแดงมิดเดิลซีรีบรัล (middle cerebral artery) ในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองอาจทำให้บริเวณนี้ทำหน้าที่ได้ผิดปกติ รอยนูนสมองกลีบขมับด้านล่าง
ในงานวิจัยของเด็นนีส์และคณะ มีการใช้การสร้างภาพสมองโดย fMRI เพื่อเปรียบเทียบการแปลผลของรูปร่างที่เห็นทางตาระหว่างของมนุษย์และของลิงแม็กแคก
สิ่งที่ได้ค้นพบอย่างหนึ่งในงานวิจัยก็คือว่า มีเขตที่ทำงานคาบเกี่ยวกันระหว่างการแปลผลของรูปร่างและการเคลื่อนไหวในสมอง
แต่ว่าความคาบเกี่ยวกันมีมากกว่าในมนุษย์ (คือต้องมีการทำงานประสานกันมากกว่าระหว่างทางสัญญาณด้านล่างและทางสัญญาณด้านหลัง) 
ซึ่งบอกเป็นนัยว่า สมองมนุษย์มีวิวัฒนาการในระดับที่สูงกว่าเพื่อทำการแปลผลเพื่อที่จะใช้อุปกรณ์ต่าง ๆ ซีกสมอง
ซีกสมอง หรือ ซีกสมองใหญ่' (, ) เป็นคู่ของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ที่แยกออกจากกันโดยระนาบแบ่งซ้ายขวา คือ medial longitudinal fissure (ช่องตามยาวแนวกลาง) ดังนั้น จึงพรรณนาสมองได้ว่าแบ่งออกเป็นสมองซีกซ้าย (left cerebral hemisphere) และสมองซีกขวา (right cerebral hemisphere) 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 สมองมนุษย์
สมองมนุษย์ผู้ใหญ่หนักโดยเฉลี่ยประมาณ 1.5 กิโลกรัม โดยมีปริมาตรราว 1,130 ลูกบาศก์เซนติเมตร (ซม.3) ในหญิง และ 1,260 ซม.3 ในชาย แม้มีความแปรผันปัจเจกมาก ความแตกต่างทางประสาทวิทยาระหว่างเพศไม่แสดงว่าสัมพันธ์กับระดับเชาวน์ปัญญาหรือการวัดความสามารถการรู้อื่น สมองมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์ประสาท เซลล์เกลียและหลอดเลือด จำนวนเซลล์ประสาท ตามการถ่ายภาพรังสีส่วนตัด แสดงว่ามีเซลล์ประสาทประมาณ 86,000 ล้านเซลล์ในสมองมนุษย์ โดยมีเซลล์ที่มิใช่เซลล์ประสาทที่เรียก เกลีย จำนวนพอ ๆ กัน ระบบประสาท
ระบบประสาทของสัตว์ มีหน้าที่ในการออกคำสั่งการทำงานของกล้ามเนื้อ ควบคุมการทำงานของอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย และประมวลข้อมูลที่รับมาจากประสาทสัมผัสต่างๆ และสร้างคำสั่งต่าง ๆ (action) ให้อวัยวะต่าง ๆ ทำงาน (ดูเพิ่มเติมที่ ระบบประสาทกลาง) ระบบประสาทกลาง
ระบบประสาทกลาง หรือ ระบบประสาทส่วนกลาง หรือ ซีเอ็นเอส (English: central nervous system; ตัวย่อ: CNS) เป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดของระบบประสาท ประกอบด้วยสมองและไขสันหลัง ทำหน้าที่ร่วมกับระบบประสาทนอกส่วนกลาง (peripheral nervous system) ในการควบคุมพฤติกรรม โครงสร้างของระบบประสาทกลางจะอยู่ภายในช่องลำตัวด้านหลัง (dorsal cavity) สมองอยู่ในช่องลำตัวด้านศีรษะ (cranial cavity) และไขสันหลังอยู่ในช่องไขสันหลัง (spinal cavity) โครงสร้างเหล่านี้ถูกปกคลุมด้วยเยื่อหุ้มสมองและไขสันหลัง (meninges) สมองยังถูกปกคลุมด้วยกะโหลกศีรษะและไขสันหลังยังมีกระดูกสันหลังช่วยป้องกันการกระทบกระเทือน 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]