Das Nervensystem besteht aus zwei eigenständigen Teilen: dem zentralen Nervensystem (das Gehirn und das Rückenmark) und dem peripheren Nervensystem (die Nerven außerhalb des Gehirns und des Rückenmarks).
Das Grundelement des Nervensystems ist die Nervenzelle (Neuron). Die Nervenzellen bestehen aus einem großen Zellkörper und zwei Typen von Nervenfasern:
Normalerweise leiten die Nerven Impulse elektrisch in eine Richtung weiter – vom impulssendenden Axon der einen Nervenzelle (auch als Neuron bezeichnet) zu den impulsempfangenden Dendriten der nächsten Nervenzelle. An den Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen (Synapsen) sondert das Axon winzige Mengen chemischer Botenstoffe ab (Neurotransmitter). Neurotransmitter veranlassen die Rezeptoren auf den Dendriten der benachbarten Nervenzelle, ein neues elektrisches Signal auszulösen. Verschiedene Nerventypen verwenden verschiedene Neurotransmitter, um Impulse über Synapsen zu vermitteln. Manche Impulse stimulieren die benachbarte Nervenzelle, andere hemmen sie.
Das Gehirn und das Rückenmark beinhalten außerdem Stützzellen, die sogenannten Gliazellen. Es gibt verschiedene Arten, einschließlich der folgenden:
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Astrozyten: Diese Zellen dienen dazu, die Nervenzellen mit Nährstoffen zu versorgen, und steuern die chemische Zusammensetzung der Flüssigkeiten, die die Nervenzellen umgeben, damit sie sich entwickeln können. Sie haben außerdem Einfluss darauf, wie häufig Nervenzellen Impulse senden, und regulieren somit, wie aktiv Nervenzellgruppen sind.
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Oligodendrozyten: Diese Zellen produzieren Myelin, eine fetthaltige Substanz, welche die Nerven-Axone isoliert und die Impulsleitung entlang der Nervenfasern beschleunigt.
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Gliale Vorläuferzelle: Aus diesen Zellen können als Ersatz für schädigungs- oder krankheitsbedingt zerstörte Zellen neue Astrozyten und Oligodendrozyten entstehen. Gliale Vorläuferzellen sind bei Erwachsenen im ganzen Gehirn verteilt.
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Mikroglia: Diese Zellen helfen, das Gehirn vor Infektionen zu schützen und Überreste von toten Zellen zu beseitigen.
Gehirn und Rückenmark setzen sich aus grauer und weißer Substanz zusammen.
Die graue Substanz besteht aus Nervenzellkörpern, Dendriten und Axonen, Gliazellen und Kapillaren (den kleinsten Blutgefäßen im Körper).
Die weiße Substanz enthält relativ wenige Neuronen und besteht hauptsächlich aus von zahlreichen Myelinschichten umhüllten Axonen und den Oligodendrozyten, die das Myelin bilden. Es ist das Myelin, das die weiße Substanz weiß macht. (Myelin beschleunigt die Leitung von Nervenimpulsen entlang der Nervenfasern – {blank} Nerven.)
Nervenzellen erhöhen oder verringern routinemäßig die Anzahl ihrer Verbindungen zu anderen Nervenzellen. Dieser Prozess kann teilweise erklären, wie die Menschen lernen, sich anpassen und Erinnerungen bilden. Doch das Gehirn und das Rückenmark produzieren nur selten neue Nervenzellen. Eine Ausnahme bildet der Hippocampus, ein Bereich des Gehirns, welcher an der Erinnerungsbildung beteiligt ist.
Das Nervensystem ist ein außerordentlich komplexes Kommunikationssystem, das umfangreiche Mengen an Information gleichzeitig versenden und empfangen kann. Das System ist jedoch, wie folgende Beispiele zeigen, anfällig für Erkrankungen und Verletzungen:
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Nervenzellen können degenerieren, was zur Alzheimer-Krankheit, Huntington-Krankheit oder Parkinson-Krankheit führen kann.
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Oligodendrozyten können sich entzünden und verloren gehen, was Multiple Sklerose verursacht.
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Bakterien oder Viren können das Gehirn oder das Rückenmark infizieren und somit Enzephalitis oder Meningitis (Hirnhautentzündung) verursachen.
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Eine Unterbrechung der Blutversorgung des Gehirns kann einen Schlaganfall hervorrufen.
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Verletzungen oder Tumoren können die Struktur von Gehirn und Rückenmark schädigen.
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