El sistema nervioso humano se divide en el sistema nervioso central (SNC) y el sistema nervioso periférico (SNP). El SNC, a su vez, se divide en el cerebro y la médula espinal, que se encuentran en la cavidad craneal del cráneo y el canal vertebral, respectivamente. El SNC y el SNP, actuando en conjunto, integran la información sensorial y controlan las funciones motoras y cognitivas.

El cerebro humano adulto pesa entre 1,200 y 1,500 g y contiene aproximadamente un trillón de células. Ocupa un volumen de unos 1,400 cc, aproximadamente el 2% del peso corporal total, y recibe el 20% de la sangre, oxígeno y calorías suministradas al cuerpo. La médula espinal adulta mide aproximadamente 40 a 50 cm de largo y ocupa unos 150 cc. El cerebro y la médula espinal se originan durante el desarrollo temprano a partir del tubo neural, que se expande en la parte frontal del embrión para formar las tres divisiones cerebrales primarias: el prosencéfalo (cerebro anterior), el mesencéfalo (cerebro medio) y el romboencéfalo (cerebro posterior). Estas tres vesículas se diferencian posteriormente en cinco subdivisiones: telencéfalo, diencéfalo, mesencéfalo, metencéfalo y mielencéfalo. El mesencéfalo, metencéfalo y mielencéfalo forman el tronco encefálico.

El telencéfalo incluye la corteza cerebral (la corteza es la capa externa del cerebro), que representa el nivel más alto de organización y función neuronal. La corteza cerebral consiste en varios tipos de cortezas, así como en estructuras subcorticales estrechamente relacionadas, como el núcleo caudado, putamen, globo pálido, amígdala y la formación hipocampal.

El diencéfalo consiste en una compleja colección de núcleos que se encuentran simétricamente a ambos lados de la línea media. El diencéfalo incluye el tálamo, hipotálamo, epitálamo y subtálamo.

El mesencéfalo (o cerebro medio) consiste en varias estructuras alrededor del acueducto cerebral, como la sustancia gris periacueductal (o gris central), la formación reticular mesencefálica, la sustancia negra, el núcleo rojo, los colículos superior e inferior, los pedúnculos cerebrales, algunos núcleos de nervios craneales y la proyección de vías sensoriales y motoras.

El metencéfalo incluye la protuberancia (puente) y el cerebelo. El mielencéfalo (similar a la médula espinal) incluye la médula abierta y cerrada, núcleos sensoriales y motores, proyección de vías sensoriales y motoras, y algunos núcleos de nervios craneales.

El extremo caudal del mielencéfalo se desarrolla en la médula espinal. La médula espinal es una estructura cilíndrica alargada que se encuentra dentro del canal vertebral, que incluye el canal central y la sustancia gris circundante. La sustancia gris está compuesta por neuronas y sus células de soporte, y está rodeada por la sustancia blanca, que consiste en una densa capa de fibras nerviosas ascendentes y descendentes. La médula espinal es un enlace esencial entre el sistema nervioso periférico y el cerebro; transmite información sensorial proveniente de diferentes sitios externos e internos a través de 31 pares de nervios espinales. Estos nervios establecen conexiones sinápticas en la médula espinal o en la médula oblonga y ascienden hacia núcleos subcorticales.

Las meninges están compuestas por tres tejidos conectivos fibrosos. La más externa es una envoltura de tejido conectivo denso de colágeno conocida como duramadre (del latín “madre dura”). La segunda, o membrana intermedia, es una membrana delicada no vascular formada por una fina capa de fibras de colágeno en forma de red, conocida como aracnoides (del griego “araña”). Está separada de la capa interna, la piamadre, por el espacio subaracnoideo, que está lleno de líquido cerebroespinal. La membrana interna más delicada, de tejido conectivo colágeno, es la piamadre, una membrana delgada, translúcida y elástica adherida a la superficie del cerebro y la médula espinal. Los vasos sanguíneos ubicados en la superficie del cerebro y la médula espinal se encuentran sobre la piamadre. Las meninges pueden infectarse por virus o bacterias, dando lugar a la meningitis, una condición potencialmente mortal que requiere tratamiento médico inmediato.

El espacio entre el cráneo y la duramadre se conoce como espacio epidural. El espacio entre la duramadre y la aracnoides se conoce como espacio subdural. El espacio entre la aracnoides y la piamadre se conoce como espacio subaracnoideo. En este espacio se encuentra un líquido claro denominado líquido cerebroespinal (LCR). El LCR sirve para sostener al SNC, amortiguar y protegerlo de impactos físicos y traumatismos. El LCR es producido por el plexo coroideo, que está compuesto por una capa ependimaria secretora especializada ubicada en el sistema ventricular.

El sistema ventricular es un derivado del canal neural embrionario primitivo. Este sistema es una serie de espacios interconectados dentro del cerebro que contiene LCR.

En general, el SNC puede dividirse en tres componentes funcionales principales: el sistema sensorial, el sistema motor y las funciones homeostáticas y superiores del cerebro. El sistema sensorial incluye los sistemas somatosensorial, viscerosensorial, auditivo, vestibular, olfativo, gustativo y visual. El sistema motor incluye unidades motoras y el sistema somático (músculo esquelético), los reflejos espinales, el sistema visceral (autónomo), el cerebelo, varios sitios subcorticales y corticales, así como el sistema de control ocular del tronco encefálico. El sistema homeostático y de funciones superiores incluye el hipotálamo, áreas corticales involucradas en motivación, introspección, personalidad, lenguaje, memoria, imaginación, creatividad, pensamiento, juicio, procesamiento mental y áreas subcorticales involucradas en aprendizaje, pensamiento, conciencia, memoria, atención, estado emocional, sueño y ciclos de vigilia.