Основными структурными элементами нервной системы являются нервные клетки и их отростки. Кроме этих основных элементов, составляющих паренхиму нервной системы, ее образуют и элементы глии, которая частично образуется, как и нервные клетки, из эктодермы (эктоглия), а частично из мезодермы (мезоглия).
Глиальные клетки включают астроглию, олигодендроглию, микроглию. Функции микроглии мало изучены. Астроглия способствует нормальному функционированию нервных клеток, принимает участие в воспалительных процессах и ликвидации их последствий. Олигодендроглие отводится важная роль в миелинизации нервных волокон, регуляции водного обмена.
Желудочковые поверхности головного мозга покрыты эпендимными клетками, которые содержат многочисленные микроворсинки и реснички. Клетки эпендимы принимают участие в процессах ликворообмена.
Сосудистое сплетение мозга представлено «гроздьями» ворсинок, состоящих из капилляров, покрытых эпителиальными клетками. Их основная функция связана с обменом веществ между кровью и цереброспинальной жидкостью.
Опорную ткань мозга представляют также сосуды и соединительная ткань мезодермального происхождения, располагающиеся в веществе головного и спинного мозга и в периферических нервах, формирующие оболочки, окружающие спинной и головной мозг и фиксирующие их в позвоночном канале и в черепной коробке, а также соединительнотканные периневральные и эндоневральные образования периферических нервов.
В процессе эволюции центральной нервной системы позвоночных ведущим моментом является завоевание первенства конечным, или большим, мозгом, у низших позвоночных имеющим незначительные размеры, а у высших, в частности у приматов и особенно у человека, далеко превышающим все остальные отделы центральной нервной системы вместе взятые. В самом же большом мозге имеет место все большее развитие коры – органа условнорефлекторной деятельности – по сравнению с центральными узлами или ближайшей подкоркой – органом высшей безусловяорефлекторной, или инстинктивной, деятельности. Завоевание в процессе эволюции первенства большим мозгом, а в пределах большого мозга его корой тесно связывается с соответствующими изменениями и в остальных отделах центральной нервной системы.
Верхним слоем полушарий головного мозга является кора головного мозга, содержащая нервные клетки, пучки афферентных и эфферентных нервных волокон. Филогенетически выделяют новую кору (неокортекс), старую (архикортекс), и древнюю (палеокортекс).
Развитие борозд, извилин, слоев, мозговых ядер происходит в результате целого ряда процессов: специфической клеточной миграции, специфического роста нервных отростков, участия «маркеров места» мозговых структур и т. д.
Области коры больших полушарий развиваются в последовательности, соответствующей порядку дифференцирования и усовершенствования органов чувств, обогащения рецепторов и прогрессирующего усовершенствования форм движения.
Долгое время существовали лишь два основных структурных уровня изучения организации мозга: клеточный (характеризующийся цито– и миелоархитектоникой) и макроанатомический.
Макроанатомический уровень выделяет ядра – большие обособленные группы клеток и слои – в экранно организованных отделах нервной системы, а также тракты, соединительные пучки волокон. Гистологическое строение коры хорошо изучено и характеризуется наличием горизонтальных слоев, содержащих нервные клетки различного строения, размеров, формы.
В мозге высшего позвоночного насчитывается около 260 мозговых ядер и 80 трактов. Расшифровка топического представительства в различных ядрах и слоях мозга точек тела (сомы), полей сетчатки, звуковых тонов, различных запахов, обнаружение упорядоченных проекций неизвестной природы явились крупнейшим достижением последних лет. По классификации К. Бродмана в коре головного мозга выделяют 11 областей и 52 поля, в зависимости от особенностей цитоархитектоники.
В последние годы был выделен еще один структурный уровень организации мозга – уровень модулей. Модуль является функциональной единицей, строительным блоком, регулярно повторяющейся структурой, объединяющей от десяти до тысячи нейронов, выполняющих определенную функцию, и имеющей в мозге различные пространственные формы (J. Szentagothai и соавт., 1981, J. Eccles, 1981). В «модули» выделяются отдельные функциональные группы нейронов, объединяющие от десяти до тысячи клеток и имеющие в мозге различные пространственные формы. Таким образом, функционально целостный модуль характеризует система соединений.