Простейшие элементы мозга (головной и спинной мозг) — нейроны и глиальные клетки. Общее число нейронов в центральной нервной системе (ЦНС) составляет порядка 50 млрд, и распределены они в различных образованиях мозга неравномерно.
Структуру нейрона в элементарном виде можно представить себе в виде тела с ядром и двух видов отростков — одного длинного (аксон) и множества коротких (дендритов). Отростки выполняют передачу информации от нейрона к нейрону на короткие и длинные расстояния.
Места соединения (контакты) между нейронами называются синапсами (С. Рамон-и-Кахал, 1911), а сам процесс передачи информации в этих местах — синаптической передачей. При взаимодействии нейронов пресинаптическая клетка выделяет определенное вещество (нейромедиатор) на рецепторную поверхность ностсинантического нейрона. Нейромедиатор замыкает цепь, осуществляя химическую передачу информации через синаптическую щель — структурный разрыв между передающей и воспринимающей клетками в месте синапса.
Отдельный нейрон с дивергентной структурой может посылать сигналы тысяче и даже большему числу других нейронов. Но чаще один такой нейрон соединяется всего лишь с несколькими определенными нейронами. Точно так же какой-либо нейрон может получать входную информацию от других нейронов с помощью одной, нескольких или многих входных связей, если на нем сходятся конвергентные пути.
Согласно общепринятой точке зрения передача информации всегда осуществляется антероградно, т. е. от пресинаптической к постсинаптической клетке. В последнее время появились данные об обратной, ретроградной передаче (Г. M.Jessell, Е. R. Kandel, 1993) с помощью целого ряда веществ — от маленьких подвижных молекул окиси азота до крупных полипептидов, таких как фактор роста нерва. Полагают, что обратная передача в синапсе обеспечивает большую пластичность синапсов при развитии мозга и обучении (сохранение или потенцирование активных синапсов в нейронных сетях).
Пространство между нервными клетками и их отростками заполнено опорными клетками — глией. Глиальных клеток в 5—10 раз больше, чем нейронов. Наиболее распространены среди глиальных клеток астроциты, названные так за их звездчатую форму. Считается, что они очищают внеклеточные пространства от избытка медиаторов и ионов, доставляют глюкозу нейронам и клеткам. Глиальные клетки другого типа (олигодендроциты) обеспечивают «электрическую изоляцию» проводников, поскольку содержат миелин в виде плотной оболочки.
