Mozak se nalazi u glavi, obično blizu primarnih senzornih organa za takva čula kao što su vid, sluh, balansiranje ravnoteže, okus i miris]]. Mozak je najsloženiji organ u tijelu kičmenjaka. Procjenjuje se d tipska ljudska moždana kor (najveći dio)u sadržoi 15-33 miliona neurona. Svaki od njih je, sinapsama povezan sa nekoliko hiljada drugih neurona. Ovi neuroni međusobno komuniciraju putem dugih protoplazmatskih vlakana pod nazivom aksoni, koji prenose struje signala impulsa pod nazivom akcijski potencijal do udaljenih dijelova mozga ili ostalih dijelova tijela – ciljanih specifičnih receptorskih ćelija.

Fiziološki, funkcija mozga je da se iobavlja centraliziranu kontrolu, kako nad drugim organima tijela, tako i sopstvenim aktivnostima. Mozak djeluje na ostatak tijela i stvaranjem obrazaca mišićne aktivnosti i upravljanjem lučenja hemikalijskih supstanci pod nazivom hormoni. Ova centralizirana kontrole omogućava brze i koordinirane odgovor na promjene u biofizičkom okruženju. Neke osnovne vrste reakcije, kao što su refleksi mogu se odvijati posredovanjem kičmene moždine ili perifernih ganglija, ali sofisticiranu svrsishodnu kontrolu ponašanja na osnovu kompleksnih senzornih ulaza zahtijeva integriranje informacije, što ože samo centralizirani mozak.^[6][7]

Suvremeni modeli neuronauke mozak tretiraju kao biološki kompjuter, koji se jako razlikuje od ekektronskog, ali je sličan po u smislu sticanja informacije iz okolnog svijeta: prima ih i čuva, obrađuje na različite načine i analogan je centralnoj jedinici za obradu (CPU) u računaru. Mozak je najvažniji dio nervnog sistema. Kod svih kičmenjaka, zaštićen je se u lobanjskoj čahuri i obavijen sopstvenim opnama, koje se označavaju kao:

Prosječna zapremina ljudskog mozga se kreće oko 1400 cm³. Pokazalo se, međutim, da zapremina mozga nije srazmjerni pokazatelj inteligencije neke osobe, jer su zabilježene osobe koje normalno funkcioniraju i sa volumenom u rasponu 700-2000 cm³.

Produžena moždina, Varolijev most i srednji mozak se skupa nazivaju moždano stablo. Centralni kanal kičmene moždine nastavlja se u mozgu, ali se proširuje i formira četiri šupljine, koje se zovu moždane komore, a ispunjene su likvor om.

Nervne ćelije (neuroni) se razlikuju od drugih ćelija po tome što imaju sposobnost provođenja nervnih impulsa. Procjenjuje se da ljudski mozak sadrži oko 10 milijardi nervnih ćelija. Svaka od njih se sastoji od tijela i dvije vrste nastavaka: drvolikog dendrita i nerazgranatog aksona. Tijela neurona se sastoje od jedra (u kojem se nalazi DNK), endoplazmatskog retikuluma i ribosoma (za sintezu proteina) i [mitohondrija]] (kao sopstvenih energana). Zato su osposobljene za obavljanje svih funkcija koje su neophodne za održavanje i metabolizam. Aksoni i dendriti posreduju u međusobnoj komunikaciji između nervnih ćelija, tako da se dendrit uvijek nadovezuje na akson.

Dendriti su kratki, razgranati nastavci koji posreduju prenošenje bioelektričnih struja podražaja u tijelo nervnih ćelija. Aksoni (neuriti ili nervna vlakna) prenose impulse iz tijela jednog neurona na dendrita drugog. Omotani su posebnom membranom koja je od ćelija glije (oligodendrocita), koja ubrzava protok biostruja. Preko sinapse, svaka nervna ćelija umrežena je sa oko 10.000 drugih nervnih ćelija.

Glijne ćelije imaju niz funkcija koje omogućavaju opstanak i pravilno funkcioniranje nervnih ćelija. To su odsobito slijedeće uloge:

U mozgu ima oko 10 puta više glija, nego nervnih ćelija.

I bez posebnih pomagala, u mozgu se razlikuju svetliji i tamniji slojevi i područja. Tamni dijelovi se označavaju kao siva masa, koju grade tijela nervnih ćelija, dendriti, početni dijelovi aksona i glije. Svijetli dijelovi su bijela masa, sastavljena od aksonskih vlakana nervnih ćelija sa oligodendrocitima i dendritima. Siva masa se uglavnom nalazi na površini, a bijela u unutrašnjosti mozga.

Moždana masa je zaštićena lobanjskom, čahurom a, ispod nje, i pomoću tri membrane, koje se uobičajeno označavaju kao meninge. Vanjska, kija je tvrda, naliježe na koštani zid lobanje i ima latinski naziv dura mater. Zalazi među sve dijelove mozga, uključujući i rascjepe između hemisfera, malog mozga i moždanog stabla. Ispod nje paučinasta membrana (arahnoidea), a razdvaja ih kapilarni prostor. Paučinasta opna je tanka i prozračna, a prelazi preko moždanih žlijebova. Treća membrana je mehka pia mater. Priljubljena je na površinu mozga i uvlači se u sva udubljenja, žlijebove i pukotine. Prostor između paučinaste i mehke opne ispunjen je moždanom tečnošću (likvorom). Tekućina štiti mozak od potresa, a obavlja i funkciju prenošenja materija. U mozgu se nalaze četiri šupljune: moždane komore, koje su ispunjene likvorom (lijeva (prva) i desna (druga), treća i četvrta, koje su nastavak centralne cijevi kičmene moždine.^[8][9][10]

Mozak se primarno sastoji od više strukturno i funkcijski osobenih dijelova:

Neuroni stvaraju električne signale koji putuju duž njihovih aksona. Kada puls električne energije dostigne spoj zvanisinapsa, izaziva ispuštanje hemijskogneurotransmitera koji se veže za receptore naredne ćelije i na taj način mijenja razinu njene električne aktivnosti.

Pamćenje angažira višestruke prednosti moždane strukture, posebno hipokampusa, hipotalamusa i bulbusa, kao i izlučene neurotransmitere, posebno acetilholin.

Prema trajnosti, pamćenje može biti kratkoročno (nekoliko minuta) i dugoročna memorija. Kratkoročno pamćenje počiva na biohemijsko-fiziološkim promjenama u neuronima, a dugoročno u zapisivanju engrama u samoj strukturi nervnih ćelija. Pamćenje uključuje tri faze:

San je vrlo značajan za normalno odvijanje životnih funkcija. Biološki sat se nalazi u suprahijazmaskim jezgrima hipotalamusa, a odgovoran je za izvještavanje u redovnim intervalima. San se odvija od dvije faze:

Obje vrste sna se tokom noći ponavljaju 4-5 puta i, u elektroencafologramu, ispoljavaju obilježavajuće električne promjene. Funkcija snova još uvijek nije poznata, ali stanje bi dubokog sna može imati važnu ulogu u učenju i pamćenju. Emocije i kontrolirani ponašanje odgovoran je hipotalamus i limbni sistem , struktura koja se nalazi na unutrašnjoj strani moždanih hemisfera i uključuje fokalno sivo jezgro. Ponašanje u ishrani, kao i društveno i spolno ponašanje ovisi o te dvije moždane strukture koje su usko vezane za čeoni režanj moždane kore.

Iznad produžene moždine je moždani moždani most. To je snop živaca koji prenose signale između velikog mozga i kičmene moždine i povezuje hemisfere sa suprotnim hemisferama malog mozga.

Mali mozak i most, skupa sa srednjim mozgom, grade moždano stablo. To je evolucijski primitivni dio mozga.

U sredini moždanog stala (iz kičmene moždine do [[međumozak|međumozga) pruža se mrežasta formacija. Sastoji se od otoka sive mase koji su odvojeni snopovima bijele, tako da ima mrežolik izgled. Ona odlučuje koje se čulne informacije prenose u prednji mozak i na taj način pomaže koncentraciju na najbitnije informacije, od mnoštva onih koje neprestano pristižu iz unutrašnjeg i vanjskog okruženja. U moždanom stablu su smješteni najviši centri autonomnog nervnog sistema, kao što su zadisanje, krvotok (kontrola rada srca), kašalj, kihanje, povraćanje, gutanje, žvakanje, sisanje, lučenje suza itd.

Mali mozak je u donjem stražnjem dijelu lobanje, iza moždanog mosta i ispod [[potiljačni režanj|potiljačnog režnja velikog mozga. Kao i veliki mozak, podijeljen je u dvije hemisfere, ali se putevi lijeve i desne polovine tijela ne ukrštaju, tako da svaka hemisfera (unilateralno) kontrolira svoj dio tijela. Filogentski gledano, mali mozak ima tri dijela:

Moždana peteljka (Pedunuculus cerebri ) је diо „sistema samonagrađivanja“ Uključena je u veoma začajne oblike učenja koje pomažu upreživljavanju. Ovaj sistem se uključuje onda kada se odvijaju neke životno važne funkcije (jelo ili gašenje žeđi i sl.), mozak zauzvrat daje nagradu u vidu prijatnih osjećanja koja podsjećaju da takve aktivnosti treba ponavljati. Neke euforijske droge, kao kokain, naprimjer, također neposredno aktiviraju isti sistem (pružajući zadovoljstvo) , što može izazvati ovisnost o takvim supstancama.

Talamus je najveći deo međumozga. To je parna struktura jajastog oblika. Ima slijedeće važne funkcije: prenosi motorne signale između malog mozga, kore velikog mozga i bazne ganglije, senzorne informacije (od svih čula osim mirisa) do određenih dijelova kore velikog mozga i odlučuje za koju od tih informacija ćemo biti svjesni, čini svaki deo mozga svjesnim onoga što drugi dijelovi mozga u tom trenutku rade, a ima ulogu u regulaciji razine pažljivosti i svijesti.

Metatalamus je parni simetrični dio međumozga koji se nalazi ispod talamusa. Čine ga dva koljenasta tijela: vanjsko i unutrašnje. Vanjsko je povezano sa gornjim kvržicama srednjeg mozga, a unutrašnje sa donjim. Uloga im je dalji prenos vidnih zvučnih informacija ka kori velikog mozga, a djeluju i u usmeravanju pažnje na određeni zvuk ili objekat. Naprimer, kada čujemo neki zvuk, vanjskp koljenasto tijelo usmjerava pažnju očiju na dio prostora odakle zvuk dolazi.

Epitalamus je u zadnjem dijelu međumozga, a regulira glad i žeđ. U njemu se nalazi epifiza, malena mala žlijezda sa unutrašnjim lučenjem, čiji sekret sprečava prerani pubertet; pored toga, luči [hormon]] melatonin koji regulira biološki jednodnevni ritam (24-satni ritam).

Suptalamus se nalazi ispod talamusa i učestvuje u regulaciji unosa tečnosti. Njegovo oštećenje se može ispoljiti iznenadnim nevoljnim, brzim pokretima na suprotnoj strani tijela od mjesta povrede.

Hipotalamus se nalazi ispod talamusa. Učestvuje u kontroli krvotoka i regulaciji tjelesne temperature, kontrolira unos hrane i tečnosti i apetit (u njemu je centar za glad), a učestvuje i u kontroli dnevnonoćnog ritma. Također je uključen u regulaciju agresivnog ponašanja, nastajanju emocijskog stresa i spolnog nagona, te regulaciji ofanzivnog i defanzivnog ponašanja. U njemu se nalazi endokrina žlezda hipofiza. Hipofiza kontrolira slijedeće procese: rastenje, krvni pritisak, trudnoću i porođaj, lučenje mlijeka, funkcije spolnih organa, metabolizam i rad ostalih endokrinih žlijezda.

Veliki mozak je najrazvijeniji dio mozga i pokriva sve ostale dijelove mozga, zauzimajući najveći dio lobanjske šupljine. Sastoji se od: moždane kore, lijeve i desne komore, dijelova limbnog sistema, mirisnog režnja ( rhinencephalon) i baznih ganglija.

Mirisni režanj ili mirisni mozak prima informacije iz osjetila mirisa i odgovoran je za razlikovanje mirisa i njihove jačine. Također, pod uticajem viših moždanih centara, omogućuje usredsređenje na određeni miris iz skupa mirisa koji istovremeno pristižu iz okruženja.

Limbni sistem obavija mozak, a nalazi se ispod moždane kore. Sastoji se od mnogih dijelova, od kojih su najznačajniji: bademasto tijelo (corpus amygdaloideum) (odgovorno za formiranje i skladištenje uspomena povezanih sa jakim emocijama, stvarajući strah, agresiju, ljutnju i ljubomoru, a ima i ulogu u ubrzanom radu srca, ubrzanom disanju i blokiranju pokreta u situacijama koje izazivaju intenzivan strah). Hipokampus je prvenstveno odgovoran za prijenos informacija iz kratkoročnog u dugoročno pamćenje, a ima ulogu i u upravljanju tim područjem). Ostale funkcije limbnog sistema su dio općeg sistem nagrađivanja, sudjelujući i u stvaranju ovisnosti. Kontrolira emocije, glad, žeđ, agresivnost, te sposobnost učenja, a ima važnu ulogu u donošenju odluka i iščekivanju, tj. planiranom kontroliranom ponašanju na osnovu otkrivanja mogućih problema, sukoba i grešaka koje bi mogle nastati usljed neke od naših akcija. Bazna ganglija sudjeluje u pokretanju i kontroli pokreta, kao i u formiranju osećanja kao što su sramota, stid i krivica.

Veliki mozak je obavijen moždanim korteksom. Ovo je filogenetski najsloženiji i najnoviji dio mozga. Duž srednje linije, nepotpuno je podijeljen u dvije hemisfere: desnu i lijevu, dubokom uzdužnom pukotinom čije dno gradi žuljevito tijelo (corpus callosum). To je tanak snop nervnih vlakana kroz koje se informacije prenose iz jedne u drugu hemisferu. Lijeva hemisfera kontrolira desnu polovinu tijela i obratno. Postoji razlika između hemisfera u načinu obrade informacija: lijeva hemisfera obrađuje informacije po sekvencama, desna sve odjednom. Dakle, desna hemisfera ne daje odgovore u svakom trenu i ostavlja lijevoj da sama nađe uzroke nekih spoznaja i odluka koje donosi. Stoga je desna hemisfera je više uključena u osećaje i kreativnosti, a lijeva u logičko zaključivanje, analiziranje i orijentaciju u prostoru.

Površina hemisfera vijugavo naborana pa su moždane vijuge (gyrus, gyri) odvojene moždanim brazdama (sulcus, sulci), Duboke brazde dijele površinu svake hemisfere ona slijedećih pet dijelova:

Čeoni režanj sudjeluje u kontroli impulsa, planiranju, rasuđivanju, pamćenju , rješavanju problema, socijalizacij, spontanosti, a pomaže u izboru između dobra i zla ili boljeg i najboljeg, ima sposobnost da predviđa efekte tekućih događaja i na osnovu toga donosi odluke. Pomaže u prevladavanju i suzbijanji društveno neprihvatljivih želja, ima sposobnost da shvati sličnosti i razlike između pojedinih događaja i stvari, omogućava da se misli pretoče u riječi, stvara svaku ličnost.

Potiljačni režanj prima informacije iz osjetila vida i obrađuje ih: prepoznaje različite boje i oblike, kontrolira pokrete i prostorne odnose.

Sljepoočni režanj je odgovoran za obradu informacija dobijenih od čula sluha (uključujući i više funkcija: govor, razumijevanje jezika, pamćenje govora), za više vidne funkciju (lica, scena i objekata) i kratkoročno pamćenje.

[fTjemeni režanj]] prikuplja sve čulne informacije senzor nije (okus, dodir, temperatura, [[bol], vid, sluh) i povezuje ih prethodnim pamćenjima, dajući im smisao; također je odgovoran je za orijentaciju.

Moždani otok (insula) učestvuje u stvaranju nekih emocija, kao što su strah, ljutnja, tuga, sreća, gađenje, a povezuje i neka sjećanja sa trenutnim emocijama.

Funkcijska područja (polja) na moždanoj kori su primarna (integrirajuća), sekundarna i asocijacijska. Primarne zone su odgovorne za integraciju osnovnih motornih funkcija i prirodu osjećaja. Sekundarna polja se nalaze oko primarnih senzornih područja, a njihova uloga se sastoji u tome da na osnovu iskustva omogućavaju identifikaciju različitih senzacija. Asocijacijska polja su područja moždane kore koja imaju složenu obradu raznih informacija koje neprekidno dolaze iz različitih dijelova kore. To omogućava složene funkcije, kao što su razmišljanje, rasuđivanja, pamćenje, motivacija, emocijski ponašanje. Sva polja također postoje u lijevoj i desnoj hemisferi, ali nemaju isti funkcijski tok i značaj. U osnovi je polje jedne hemisfere dominantno u istoj funkciji u odnosu na polje suprotne hemisfere, što znači da je lateralizacije funkcija mozga gotovo potpuna.