По мнению Rockel A. et al. (1980), если условно выделить в коре цилиндр диаметром 30 мкм, проходящий через все слои коры и включающий 110 нейронов, то примерно он будет соответствовать 1 модулю.
Модульный уровень организации мозга обеспечивается процессами образования разных типов нервных клеток, клеточной дифференциацией и установлением внутри модуля синаптических связей; дегенерацией функционально «избыточных» нейронов, уменьшением количества синапсов в последующем развитии.
По функциональным особенностям в коре головного мозга можно выделить три типа областей. Сенсорные зоны обеспечивают прием и анализ афферентных сигналов, идущих от специфических ядер таламуса. Моторные зоны связаны внутрикорковыми связями с сенсорными областями. Выделяют также ассоциативные зоны, не имеющие прямых афферентных или эфферентных связей с периферией, но связанные с сенсорными и моторными зонами.
Нервная клетка – нейрон – является основной структурной единицей нервной системы. Нервные клетки отличаются чрезвычайным разнообразием и по своей величине, и по своей форме, и по характеру своих отростков. Нейроны динамически поляризованы: одни их отростки, аксоны, являются эфферентами, т. е. проводят возбуждение только в направлении от клетки, другие, дендриты, представляют собой афференты, т. е. проводят возбуждение только в направлении к клетке. Каждый нейрон обладает только одним аксоном. Количество же дендритов весьма различно у различных типов нейронов.
По характеру аксонов нервные клетки делятся на клетки первого типа и на клетки второго типа. Клетки первого типа характеризуются длинным аксоном, отдающим на своем протяжении боковые ветви, коллатерали, посредством которых он вступает в контакт со многими другими нейронами. Коллатерали, так же как и сам аксон, на своем конечном этапе распадаются на конечные ветвления, которые образуют контакты, или синапсы (в форме пуговок или колечек), с шипиками, покрывающими дендриты других нейронов (аксодендритические синапсы), или же с самим телом других нейронов (аксосоматические синапсы).
Аксоны, покидая серое вещество, направляются на периферию в составе периферического нерва, или же вступают в белое вещество спинного или головного мозга, направляясь к тем или иным скоплениям клеток и образуя проводящие пути центральной нервной системы, восходящие или нисходящие в зависимости от их направления.
Клетки второго типа характеризуются коротким аксоном. Если в клетках первого типа аксон сохраняет на большом протяжении свою самостоятельность и только отдает боковые коллатерали, то в клетках второго типа он делится вблизи от клетки на свои концевые ветвления. Такие клетки обозначаются как вставочные клетки, так как значение их сводится в основном к переключению получаемых импульсов на многие соседние нейроны.
Размеры нервных клеток могут быть различны – от 5 до 100 мкм в диаметре. Тело нервной клетки содержит ядро, которое большей частью светлое, поскольку весь хроматин сосредоточен в сильно окрашенном и резко выступающем ядрышке. В цитоплазме нервной клетки выявляются различные органеллы: ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум (гладкий и шероховатый), расположенные на цистернах эндоплазматического ретикулума и в свободном пространстве рибосомы и полисомы, комплекс Гольджи и различные внутриклеточные включения (гранулы гликогена, липидные капли, скопления частиц пигмента в особых нейронах и др.), везикулы, а также лизосомы. В цитоплазме содержится субстанция Ниссля (тигроидное вещество), которая представляет собой группы параллельно расположенных цистерн шероховатого эндоплазматического ретикулума, а также нейрофиламенты и нейротрубочки.
Как уже указывалось, от тела нейрона отходят отростки – аксон и многочисленные ветвящиеся дендриты. Длина аксонов различных нейронов колеблется от 1 мм до почти 1 м. Аксон заканчивается, разделяясь на терминали, которые участвуют в образовании синапсов на телах и дендритах других нейронов. Синапсы, нейрофиламенты и нейротрубочки по современным представлениям являются субстратом проведения нервного импульса. Синапсы могут быть аксосоматическими, когда аксон одной клетки заканчивается на теле (соме) другой клетки, аксодендритными – аксон одной клетки контактирует с дендритом другой, аксо-аксональными – когда аксон одной клетки заканчивается на аксоне другой клетки.