Sistem saraf memiliki 2 bagian berbeda: sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang) dan sistem saraf perifer (saraf di luar otak dan sumsum tulang belakang).
Unit dasar sistem saraf adalah sel saraf (neuron). Sel-sel saraf terdiri dari tubuh sel besar dan 2 jenis serat saraf:
Akson: Serat saraf ramping dan panjang yang berasal dari sel saraf dan dapat mengirimkan pesan sebagai impuls listrik ke sel dan otot saraf lainnya
Dendrit: Cabang sel saraf yang menerima impuls listrik
Biasanya, saraf mentransmisikan impuls secara elektrik ke satu arah—dari akson pengiriman impuls satu sel saraf ke dendrit penerima impuls sel saraf berikutnya. Pada titik kontak antara sel-sel saraf (sinaps), akson mengeluarkan sejumlah kecil kurir kimia (neurotransmiter). Neurotransmiter memicu reseptor pada dendrit sel saraf berikutnya untuk menghasilkan arus listrik baru. Berbagai jenis saraf menggunakan neurotransmiter yang berbeda untuk mengirimkan impuls ke seluruh sinaps. Sebagian impuls menstimulasi sel saraf berikutnya; yang lain menghambatnya.
Otak dan sumsum tulang belakang juga mengandung sel-sel pendukung yang disebut sel glial. Sel-sel ini berbeda dari sel saraf dan tidak menghasilkan impuls listrik. Ada beberapa jenis, termasuk yang berikut ini:
Astrosit: Sel-sel ini menyediakan nutrisi bagi sel-sel saraf dan mengontrol komposisi kimia cairan di sekitar sel saraf, sehingga sel-sel ini dapat berkembang. Mereka dapat mengatur neurotransmiter dan lingkungan kimia eksternal di sekitar sel saraf untuk memengaruhi seberapa sering sel saraf mengirim impuls dan dengan demikian mengatur seberapa aktif kelompok sel saraf.
Sel Ependimal: Sel-sel ini terbentuk di sepanjang area terbuka di otak dan sumsum tulang belakang untuk membuat dan melepaskan cairan serebrospinal. Salah satu dari banyak fungsi cairan serebrospinal adalah membantu melindungi otak dari guncangan tiba-tiba dan cedera ringan serta membuang produk limbah dari otak.
Sel progenitor glial: Sel-sel ini dapat menghasilkan astrosit dan oligodendrosit baru untuk menggantikan yang hancur akibat cedera atau gangguan. Sel progenitor glial ada di seluruh otak pada orang dewasa.
Mikroglia: Sel-sel ini membantu melindungi otak dari cedera dan membantu menghilangkan serpihan dari sel mati. Mikroglia dapat bergerak di dalam sistem saraf dan dapat berkembang biak untuk melindungi otak selama cedera.
Oligodendrosit: Sel-sel ini membentuk lapisan di sekitar akson sel saraf dan membuat membran khusus yang disebut mielin, zat lemak yang mengisolasi akson dan mempercepat konduksi impuls di sepanjang serat saraf.
Sel Schwann juga merupakan sel glial. Meskipun demikian, sel-sel ini berada di sistem saraf perifer dan bukan di otak serta sumsum tulang belakang. Sel-sel ini serupa dengan oligodendrosit dan membuat mielin untuk mengisolasi akson dalam sistem saraf perifer.
Otak dan sumsum tulang belakang terdiri dari materi abu-abu dan putih.
Materi abu-abu terdiri dari badan sel saraf, dendrit dan akson, sel glial, dan kapiler (yang terkecil dari pembuluh darah tubuh).
Materi putih mengandung neuron yang relatif sangat sedikit dan terutama terdiri dari akson yang dibungkus dengan banyak lapisan mielin dan oligodendrosit yang membuat mielin. Myelin adalah bagian yang membuat materi putih menjadi putih. (Lapisan mielin di sekitar akson mempercepat konduksi impuls saraf—lihat Saraf.)
Sel-sel saraf secara rutin meningkatkan atau menurunkan jumlah koneksi yang mereka miliki dengan sel-sel saraf lainnya. Proses ini dapat menjelaskan sebagian cara orang belajar, beradaptasi, dan membentuk ingatan. Tetapi otak dan sumsum tulang belakang jarang menghasilkan sel saraf baru. Pengecualian adalah hipokampus, area otak yang terlibat dalam pembentukan memori.
Sistem saraf adalah sistem komunikasi yang sangat kompleks yang dapat mengirimkan dan menerima sejumlah besar informasi secara bersamaan. Namun, sistem ini rentan terhadap penyakit dan cedera, seperti pada contoh berikut ini:
Sel-sel saraf dapat mengalami degenerasi, menyebabkan penyakit Alzheimer, penyakit Huntington, atau penyakit Parkinson.
Oligodendrosit (sumber mielinasi CNS dari akson CNS) dapat rusak (misalnya, pada multipel sklerosis) atau terinfeksi (misalnya, pada leukoensefalopati multifokal progresif karena virus JC), yang menyebabkan hilangnya integritas mielin dan mengganggu atau memperlambat komunikasi di antara sel saraf.
Bakteri atau virus dapat menginfeksi otak atau sumsum tulang belakang, menyebabkan ensefalitis atau meningitis.
Penyumbatan dalam suplai darah ke otak dapat menyebabkan stroke.
Cedera atau tumor dapat menyebabkan kerusakan struktural pada otak atau sumsum tulang belakang.
