Neuroarkkitehtuuria

Keskushermoston muodostavat aivot, selkäydin ja retina. Tämän lisäksi on ääreishermosto.
Hermosto voidaan jakaa tahdonalaiseen ja autonomiseen hermostoon.

Aivot on suojattu fyysisesti kallon luulla, erilaisilla kalvoilla ja selkäydinnesteellä. Aivot
on myös eristetty verenkierrosta aivo-verisuoniesteen avulla, joka pyrkii estämään haitallisten
aineiden pääsyn verenkierrosta aivoihin. Rasvaliukoiset aineet pääsevät kuitenkin helposti
läpi tästä esteestä. Tämän takia rasvaliukoiset myrkyt ovat erityinen riski aivoille, samoin
kuin liuottimet.

Aivoja mallinnettaessa aivot voidaan jakaa lohko-alueisiin (otsalohko, ohimolohko yms.).
Aivoja voidaan myös kuvata eri suunnista otetuin poikkileikkauksin. Aivokuorta voidaan
myös jakaa eri alueisiin sen uurteiden pohjalta.

Aivojen rakenteellisia alueita ovat selkäydin, ydinjatkos, aivorunko, väliaivo, etuaivo (eli
isot aivot) ja pikkuaivot. Selkäytimessä sijaitsee motorisia ja tuntoratoja. Ydinjatkos ohjailee
autonomisen hermoston toimintoja ja aivosilta peruselintoimintoja. Keskiaivot käsittelevät
motoriikkaa sekä näkö- ja kuuloinformaatiota. Aivokuorella sijaitsee aistitoimintaa, motoriikkaa
ja assosiaatioita käsitteleviä alueita. Kaikkien aivokuoren alueiden funktioita ei täysin
ymmärretä.

Aivot ovat koostuvat mitä monimuotoisimmista soluista. Tiedonkäsittelyn kannalta olennaisimmassa osassa ovat neuronit, jotka ovat itsenäisiä prosessointi yksiköitä.
Glia solut ovat mekaaninen tuki neuroneille, täytävät neuronien happi ja ravinne tarpeet, eristävät niitä ja tuhoavat patogeenejä ja kuolleita hermosoluja.

Neuronit itsessään ovat monimuotoinen solutyyppi, ja niitä voidaankin lajitella ominaisuuksien kuten ulottuvuuden, muodon tai toiminnallisen roolin perusteella. Neuronin perusanatomia on kuitenkin seuraavanlainen. Syötettä soluun tuo muilta neuroneilta ulokepuut nimeltään dendriitit.Laskennan tuloksen muihin soluihin vie aksoni, eli viejähaarake. Seuraavan kohteen ja edellisen solun aksonin liitosta kutsutaan synapsiksi. Signaali voi edetä synapsin halki kemialliseti tai sähköisesti.
Neuronit kytkeytyvät monilla tavoin toisiinsa. Niiden signaalit toisilleen voivat olla aktivoivia tai inhiboivia. Sen lisäksi takaisin kytkentä on myös mahdollista.

Signaali, eli aktiopotentiaali on solukalvon pintojen depolarisaatiota. Lepotilassa ionipitoisuuksien erotusten vuoksi solukalvon yli on noin -100mV:n jännite. Kun jännite tasaantuu, solun pinnalla olevat jännite riippuvaiset ionikanavat aukeavat ja ioniepätasapaino purkaantuu. Tämä johtaa aina seuraavien kanavien aukeamiseen.