신경계는 크게 중추신경계(뇌 및 척수)와 말초 신경계(뇌 및 척수 이외 신경) 두 부분으로 구성되어 있습니다.
신경계의 기본 단위는 신경 세포(뉴런)입니다. 신경 세포는 큰 세포체와 다음과 같은 두 종류의 신경섬유로 구성되어 있습니다.
축삭: 신경 세포에서 돌출되어 다른 신경 세포와 근육에 전기 충격으로 메시지를 전송할 수 있는 길고 가느다란 신경 섬유
수상돌기: 전기 충격을 받는 신경 세포 가지
일반적으로 신경은 한 신경 세포의 충격 전달용 축삭(뉴런이라고 함)에서 다른 신경 세포의 충격 수신용 수상돌기까지 한 방향으로 충격을 전기적으로 전송합니다. 신경 세포 사이의 접점(시냅스)에서 축삭이 약간의 화학적 메신저(신경 전달 물질)를 분비합니다. 신경 전달 물질은 새로운 전류를 생성하기 위해 옆 신경 세포의 수상돌기에 있는 수용체를 작동시킵니다. 신경체는 유형에 따라 각기 다른 신경 전달 물질을 사용하여 시냅스에 충격을 전달합니다. 이러한 충격 중 일부는 옆 신경 세포를 자극하고 나머지 일부는 이를 억제합니다.
뇌와 척수에는 아교세포라는 지원 세포도 포함되어 있습니다. 이 세포는 신경 세포와는 다르며 전기 충격을 생성하지 않습니다. 다음과 같은 유형의 세포들이 있습니다.
별아교세포: 이 세포는 신경 세포에 영양을 공급하며, 신경 세포 주변 체액의 화학 조성을 제어하여 신경 세포가 증식할 수 있도록 합니다. 신경전달물질과 신경 세포 주변의 외부 화학 환경을 조절하여 신경 세포가 충격을 얼마나 자주 전달하는지에 영향을 미칠 수 있으며, 그 결과 신경 세포 집단이 얼마나 활성화되는지를 조절합니다.
뇌실막 세포: 이 세포는 뇌와 척수의 개방 부위를 따라 형성되어 신경계의 세포가 담겨있는 뇌척수액을 생산하고 방출합니다.
아교세포 전구세포: 이 세포는 부상이나 장애로 인해 파괴된 해당 세포를 대체하기 위해 새로운 별아교세포 및 희소돌기아교세포를 생성합니다. 아교세포 전구세포는 성인의 뇌 전반에 걸쳐 존재합니다.
미세아교세포: 이 세포는 뇌가 손상되지 않도록 보호하고 죽은 세포의 잔해 제거를 돕습니다. 이러한 세포는 신경계를 따라 이동할 수 있으며 부상 시 뇌를 보호하기 위해 증식할 수 있습니다.
희소돌기아교세포: 이 세포는 신경 세포 축삭 주변을 감싸고 신경 축삭을 보호하는 지방질인 수초라고 하는 특수한 막을 만들며, 신경 섬유를 따라 충격 전도를 빠르게 해 줍니다.
슈반 세포 또한 아교세포입니다. 그러나 이러한 세포는 뇌와 척수가 아닌 말초 신경계에 있습니다. 이들 세포는 희소돌기아교세포와 유사하며 말초 신경계에서 축삭을 감싸 말이집을 형성시킵니다.
뇌와 척수는 회색질과 백색질로 이루어져 있습니다.
회색질은 신경 세포체, 수상돌기와 축삭, 아교세포 및 모세혈관(신체의 혈관 중 가장 작은 혈관)으로 이루어져 있습니다.
백색질은 상대적으로 매우 적은 수의 뉴런을 포함하고 있으며 주로 여러 층의 수초로 둘러싸인 축삭과 수초를 구성하는 희소돌기아교세포로 이루어져 있습니다. 수초는 백색질을 흰색으로 보이게 하는 물질입니다. (축삭 주변을 감싼 말이집은 신경 충격의 전도를 가속화합니다 - 신경 참조.)
신경 세포는 다른 신경 세포와 연결된 세포의 수를 정기적으로 증가 또는 감소시킵니다. 이 과정은 인간이 기억을 학습, 도입 및 형성하는 방식을 부분적으로 설명해줍니다. 하지만 뇌와 척수에서 새로운 신경 세포가 생성되는 일은 드뭅니다. 예외는 바로 뇌의 영역에서 기억 형성에 관여하는 해마입니다.
신경계는 이례적으로 복잡한 커뮤니케이션 시스템으로서 방대한 양의 정보를 동시에 송수신할 수 있습니다. 하지만 이 시스템은 다음 예에서와 같이 질병과 부상에 취약합니다.