Le système nerveux correspond au système le plus complexe et le mieux organisé du corps. Il reçoit des informations provenant des organes sensoriels par le biais des nerfs, transmet ces informations par l'intermédiaire de la moelle épinière, et les traite dans le cerveau. Le système nerveux dirige les réactions de notre corps face au monde ; il contrôle également la majeure partie de nos fonctions internes, qu'il s'agisse des mouvements de nos muscles à la dilatation de nos vaisseaux, en passant par l'apprentissage de l'anatomie et de faits sur la physiologie. Comment cela est-il possible ? Tout simplement par l'envoi de signaux ultra-rapides, électriques et chimiques, entre les cellules.
Ensemble, le système nerveux central (SNC) et le système nerveux périphérique (SNP) transmettent et traitent des informations sensorielles, et coordonnent les fonctions du corps. Le cerveau et la moelle épinière (le SNC) représentent le centre de contrôle. Ils reçoivent des données et des réactions provenant des organes sensoriels et des nerfs reliés à l'ensemble du corps, traitent les informations et envoient des ordres en retour. Les voies nerveuses du SNP transportent les signaux entrants et sortants. Douze paires de nerfs crâniens relient le cerveau aux yeux, aux oreilles et aux autres organes sensoriels, ainsi qu'aux muscles de la tête et du cou. Trente-et-une paires de nerfs spinaux se ramifient depuis la moelle épinière et relient les tissus du thorax, de l'abdomen et des membres. Chaque nerf est responsable de la transmission d'informations sensorielles, de l'envoi d'ordres moteurs, ou des deux.
L'ensemble du tissu nerveux, du cerveau à la moelle épinière, jusqu'à la branche nerveuse la plus éloignée, est composée de cellules appelées neurones. Les neurones sont des cellules polarisées : elles transportent des signaux électriques afin de transmettre des informations dans tout le corps. Un neurone typique est composé d'un corps cellulaire, de dendrites et d'un axone présentant une terminaison axonale. Les dendrites reçoivent des signaux émis par des tissus du corps ou d'autres neurones, et les transmettent au corps cellulaire. Si un signal sortant est produit, il se déplace le long de l'axone et atteint la terminaison axonale ; il est ensuite transmis au neurone suivant ou à la cellule-cible. Cette capacité conductrice permet d'envoyer à toute vitesse des informations vers le haut ou le bas des voies nerveuses, ainsi que dans tout le système nerveux central. L'exceptionnelle puissance de traitement du cerveau est due à ses quelque 100 milliards de neurones.
Les messages du système nerveux se déplacent dans les neurones sous forme de signaux électriques. Lorsque ces signaux atteignent la terminaison d'un neurone, ils stimulent la libération de substances chimiques : il s'agit des neurotransmetteurs. Les neurotransmetteurs s'acheminent dans les synapses, des espaces entre les neurones ou entre des neurones et d'autres tissus ou cellules du corps. Les neurotransmetteurs peuvent être classés selon deux catégories : excitateurs ou inhibiteurs. Les neurotransmetteurs excitateurs stimulent des signaux électriques dans d'autres neurones et encouragent la réponse des cellules du corps. Les neurotransmetteurs inhibiteurs découragent les signaux et les réponses provenant des cellules. Par l'intermédiaire de ces substances chimiques, le système nerveux régule l'activité des muscles, des glandes, ainsi que de ses propres voies nerveuses.
La moelle épinière est un cylindre allongé de corps cellulaires neuronaux, de faisceaux d'axones et d'autres cellules, protégé par du tissu conjonctif et de l'os. Elle est reliée au cerveau au niveau de la moelle allongée (bulbe rachidien) et chemine le long de la colonne vertébrale, le tunnel creux ceint de vertèbres de la colonne vertébrale. La moelle épinière fait partie du système nerveux central et sert en quelque sorte d'« autoroute de l’information ». Les informations sensorielles et les ordres moteurs s'y déplacent vers le haut ou le bas, en provenance ou en direction du cerveau. Ces signaux s'acheminent à toute vitesse au sein ou en dehors de la moelle épinière par le biais des nerfs spinaux (les « voies d'insertion » et les « sorties ») qui se ramifient depuis la moelle pour rallier les membres, le torse et le pelvis. Certains signaux entrants demandent une réponse simple et immédiate. La moelle épinière peut lancer un ordre réflexe sans en référer au cerveau.
Le système nerveux fait bien plus que transmettre des informations et traiter des ordres. Pour quelle raison certaines odeurs nous rappellent-elles immédiatement un souvenir en particulier ? Il semble que la réponse se trouve dans le système limbique. Le système limbique forme deux anneaux pairs au sein du cerveau. Il est composé de l'hippocampe, de l'amygdale, du gyrus cingulaire et du gyrus dentelé, ainsi que d'autres structures et voies. Tout comme avec les autres segments du cerveau, le système limbique joue un rôle dans de nombreuses fonctions et niveaux d'activité du système nerveux. Il permet de traiter tant la mémoire que l'olfaction (notre capacité à sentir les odeurs) et est en charge d'une gamme d'émotions. L'arôme se dégageant d'une casserole sur le feu peut vous faire tendre la main pour saisir une cuillère. Cela peut également vous rappeler un repas pris auparavant, et vous rendre heureux, triste ou nostalgique.
