Đầu tiên các xung hoạt động được phát ra từ các nơron thần kinh ngoại biên truyền đến tế bào của cơ thể, và theo hướng đó các xung này được chuyên chở dọc theo sợi trục. Các xung này đi lên theo đường tủy sống cho đến khi tới phần dưới của hệ thống thần kinh trung tâm. Tại đây tín hiệu được chuyển tiếp tới các nơron khác. Có ba hay bốn giai đoạn chuyển tiếp diễn ra trước khi tín hiệu đến những vùng đặc trưng ở vỏ não. Quá trình xử lý tín hiệu xảy ra ở tất cả các cấp độ, diễn ra trong trạng thái ý thức và nhận biết có ý thức các tín hiệu khác nhau, do đó mô tả đặc điểm sinh lý cơ thể người. Hoạt động để trở thành một hệ thống nhất quan trọng của não là đề tài nghiên cứu sôi nổi. Tuy nhiên sự phức tạp của vấn đề cũng làm chậm mức độ tiến triển nghiên cứu. Trong mục này sẽ mô tả ngắn gọn về giải phẫu và sinh lý não.
Não chứa 10^10-10^11 nơron thần kinh liên kết chặt chẽ với nhau thông qua sợi trục và đuôi gai. Bản thân các nơron được tăng thêm đáng kể bởi các tế bào thần kinh đệm. Một nơron thần kinh có thể nhận kích thích từ 10^3 đến 10^5 nơron khác (Nunez, 1981). Về mặt phôi học, não được hình thành khi mặt trước của hệ thống thần kinh đã gấp nếp. Não bao gồm 5 phần chính được mô tả trong hình 5.5:
Não người nặng khoảng 1500 g (Williams và Warwick, 1989). Trong não, vỏ não là phần lớn nhất. Bề mặt vỏ não hình thành nhiều nếp gấp.Những nếp gấp này được chia thành hai bán cầu não tách biệt với nhau bởi vết nứt sâu và được liên kết với nhau nhờ thể chai. Các bán cầu não được chia thành các thùy sau: thùy trán, thùy đỉnh, thùy chẩm và thùy thái dương. Diện tích bề mặt của não khoảng 1600 cm², và dày khoảng 3 mm. Có sáu lớp mỏng, mỗi lớp bao gồm số lượng các loại nơron khác nhau có thể được quan sát tại bề mặt lớp. Các chức năng cấp cao của não, khả năng cảm giác chính xác, điều khiển dây thần kinh vận động tự giác của cơ đựoc đặt tại vùng này.
Não trung gian hay gian não được bao quanh bởi vỏ não và được định vị xung quanh não thất ba. Não trung gian bao gồm đồi não là cầu nối giữa các giác quan. Vùng dưới đồi đặt ở phía dưới gian não rất quan trọng đối với sự điều khiển các chức năng tự động (không có ý thức). Cùng với tuyến yên, vùng dưới đồi điều khiển quá trình bài tiết hormon. Não giữa là một phần nhỏ của não. Cầu não Varolii một cầu nối giữa các vùng thần kinh. Tiểu não điều khiển di chuyển thuận tiện. Hành tủy não giống như tủy sống và đựoc kết nối trực tiếp với nhau. Nhiều trung tâm phản xạ như trung tâm vận mạch và trung tâm thở được đặt ở hành tủy não.
Trên vỏ não có thể đặt nhiều diện tích khác nhau cho các chức năng đặc biệt của não (Pen-field và Rasmussen, 1950; Kiloh, McComas, và Osselton, 1981). Các chức năng cấp cao diễn ra ở thùy trán, trung tâm thị giác được đặt ở thùy trẩm, vùng cảm giác và vận động được đặt ở cả hai phía của khe trung tâm. Có một vùng đặc biệt ở trong vỏ cảm giác và vận động mà các thành phần của nó tương ứng với các phần nhất định của cơ thể. Kích thước của mỗi vùng tỉ lệ thuận với yêu cầu về mức độ chính xác của quá trình điều khiển cảm giác và vận động. Những vùng này được miêu tả trên hình 5.6. Đặc biệt vùng cảm giác tương ứng với môi và tay khá rộng và vùng tương ứng với phần giữa cơ thể thì nhỏ. Trung tâm thị giác được đặt trong một vùng khác của não. Vùng vận động và vùng tương ứng với tay và cơ quan phát âm là lớn.
Hầu hết các thông tin từ các cơ quan cảm giác truyền qua tủy sống đến não. Có các vùng đặc biệt ở cả tủy sống và não cho các chức năng khác nhau. Ví dụ như bộ phận nhận cảm xúc giác trong thân synapse với nơron trung gian tại các nhánh lưng của tủy sống. Các nơron trung gian này (đôi khi được biết như các noron thần kinh cảm giác thứ cấp) thường đi qua các vùng khác nhau của tủy sống và đi đến chất trắng của tủy dẫn đến não. Ở não, chúng khớp với các nhóm noron thần kinh trung gian thứ hai (hoặc thứ ba) trong đồi não. Các nơron cảm giác thứ ba kết nối với các trung tâm cao hơn trên vở não.
Trong vùng thị giác, những sợi hướng tâm từ những tế bào nhận kích thích ánh sáng mang tín hiệu đến cuống não qua những dây thần kinh thị giác và ống thị giác đến khớp thần kinh trong bộ phận quặp bên (một phần của đồi não). Từ đây, những sợi trục thần kinh chuyền đến thùy chẩm của vỏ não. Bên cạnh đó, các nhánh của sợi trục của ống thị giác liên hợp thần kinh với các nơron trong vùng giữa đồi não và não giữa là pretectal nucleus và ụ trên. Theo đó, những phần này liên hợp với các nơron đối giao cảm trước hạch mà các sợi trục tiếp theo dây thần kinh làm mắt vận động đến hạch lông mi (đặt ngay sau cầu mắt). Sợi phản ứng được đóng bởi các thớ hậu hạch đi qua những dây thần kinh lông mi đến các cơ mống mắt (điều khiển độ mở đồng tử) và đến những cơ điều khiển độ cong thủy tinh thể (điều chỉnh các đặc tính khúc xạ hay tập trung). Những phản xạ khác liên quan với đầu hoặc chuyển động mắt cũng có thể được bắt đầu.
Các tín hiệu vận động đến cơ của thân và rìa từ trung tâm vận động cao hơn của vỏ não đầu tiên di chuyển dọc các nơron vận động cao hơn đến tủy sống thuộc hành tủy. Từ đó hầu hết các sợi trục của các nơron vận động cao hơn vượt qua phía bên kia của của hệ thống nơron trung tâm và đi xuống tủy sống trong ống vỏ não tủy sống bên, còn lại di chuyển xuống dây ống vỏ não tủy sống phía trước. Những nơron vận động trên cuối cùng liên hợp với các nơron vận động thấp hơn trong sừng ở vung bụng của tủy sống; các nơron vận động phía dưới hoàn thành con đường đến các cơ. Hầu hết những vận động phản xạ bao hàm đến sự tích hợp thần kinh phức tạp và các tín hiệu phối hợp đến các cơ liên quan nhằm tạo ra những chuyển động nhịp nhàng.
Sự tích hợp hiệu quả của thông tin cảm giác yêu cầu những thông tin này được thu nhận ở một trung tâm riêng. Trong vỏ não, người ta có thể xác định những vùng cụ thể với đầu vào cảm giác riêng biệt (Penfield và Rasmussen, 1950; Kiloh, McComas,và Osselton, 1981). Trong khi các tín hiệu hướng tâm truyền thông tin gồm các cương độ kích thích, sự công nhận phương thức phụ thuộc vào việc định vị lớp kết cấu của các đường hướng tâm. (Điều này có thể được minh họa qua việc trao đổi các sợi hướng tâm từ các cơ quan tiếp nhận thính giác và xúc giác, trong trường hợp mà âm thanh đi vào được tiếp nhận như xúc giác gốc và ngược lại)
Những chức năng não cao hơn ở trong thùy trán, trung tâm thị giác ở trong thùy chẩm, vùng cảm giác và vận động được đặt ở cả hai phía của chỗ nứt trung tâm. Như được miêu tả phía trên, có một vùng trong vỏ cảm giác mà các yếu tố phù hợp với mỗi phần của cơ thể. Theo cách tương tự, một phần não chứa các trung tâm tín hiệu ra lệnh (dây thần kinh ly tâm) điều khiển hệ thống cơ trong cơ thể. Ở đó cũng có thể tìm thấy những chỗ nhô ra từ những vùng vỏ riêng biệt đến những bộ phận cơ thể.