Células nervosas
O neurônio, a célula comum a todo e qualquer sistema nervoso existente no reino Animalia, assemelha-se, em sua função, a um fio condutor de eletricidade.

Um neurônio típico apresenta três partes distintas: corpo celular, dendritos e axônio.

• No corpo celular, a parte mais volumosa da célula nervosa, se localizam o núcleo e a maioria das estruturas citoplasmáticas.
• Os dendritos (do grego dendron, árvore) são prolongamentos finos e geralmente ramificados, que conduzem os estímulos captados do ambiente ou de outras células em direção ao corpo celular.
• O axônio é um prolongamento fino, geralmente mais longo que os dendritos, cuja função é transmitir para as outras células os impulsos nervosos provenientes do corpo celular.

A rede de neurônios
Os neurônios que constituem o sistema nervoso formam uma intrincada rede, comparável, em certos aspectos, ao sistema telefônico de uma grande cidade. A rede nervosa é formada pelos axônios e dendritos, que atuam como cabos de transmissão de impulsos nervosos, e por corpos celulares de neurônios, que atuam com estações de processamento e de transmissão de informações.

Nos vertebrados, os corpos celulares dos neurônios estão concentrados no sistema nervoso central, ou seja, no encéfalo e na medula, e também em pequenas estruturas globosas espalhadas pelo corpo, os gânglios nervosos. Os dendritos e os axônios, geralmente chamados de fibras nervosas, estendem-se por todo o corpo, conectando os corpos celulares dos neurônios entre si e às células sensoriais, musculares e glandulares.

Células da glia
Nos vertebrados, além dos neurônios, o sistema nervoso apresenta-se constituído pelas células da glia ou células gliais. A função dessas células é dar sustentação aos neurônios e auxiliar o seu funcionamento. As células da glia constituem cerca da metade do volume dos nosso encéfalo.
Há diversos tipos de células gliais. Os astrócitos, por exemplo, dispõem-se ao longo dos capilares sanguíneos do encéfalo, controlando a passagem de substâncias no sangue para as células do sistema nervoso. Os oligodendrócitos e as células de Schwann enrolam-se sobre os axônios de certos neurônios, formando envoltórios isolantes.

O caminho do impulso nervoso
Toda a célula viva e em particular as células nervosas apresentam diferença de potencial elétrico (DDP) entre as faces interna e externa de sua membrana celular. Essa DDP é gerada pela diferença na concentração de íons dentro e fora da célula. Como o citoplasma contém, proporcionalmente menor quantidade de íons positivos que o líquido externo, a superfície interna da membrana é negativa em relação à externa.
Potencial de repouso
Potencial de repouso é a diferença de potencial elétrico que as faces internas e externas na membrana de um neurônio que não está transmitindo impulsos nervosos. O valor do potencial de repouso é da ordem de -70mV (miliVolts). O sinal negativo indica que o interior da célula é negativo em relação ao exterior. 
A existência do potencial de repouso deve-se principalmente a diferença de concentração de íons de sódio (Na+) e de potássio (K+) dentro e fora da célula. Essa diferença é mantida por meio de um mecanismo de bombeamento ativo de íons pelas membranas celulares, em que o sódio é forçado a sair da célula e o potássio a entrar.
Apesar do nome a manutenção do potencial de repouso demanda gasto de energia pela célula, uma vez que o bombeamento de íons é um processo ativo de transporte que consome ATP.

Despolarização
A membrana celular possui inúmeras estruturas protéicas que funcionam como “portas” de passagem de íons de sódio e potássio. Essas portas ficam normalmente fechadas em um neurônio em repouso, abrindo-se quando ele é estimulado.

Quando um estímulo apropriado atinge o neurônio, as portas de passagem de sódio abrem-se imediatamente na área da membrana que foi estimulada: o íon sódio, por estar em maior concentração no meio celular externo, penetra rapidamente através dessas aberturas na membrana. O brusco influxo de cargas positivas faz com que potencial da membrana, que era da ordem de -70mV (potencial de repouso), passe a aproximadamente +35mV. Essa mudança de potencial denomina-se despolarização.

Potencial de ação
Essa transição abrupta de potencial elétrico que ocorre durante a despolarização, e cuja a amplitude é da ordem de 105 mV (de -70mV a +35 MV), é o potencial de ação.
Na área afetada pelo estímulo, a membrana permanece despolarizada, apenas 1,5 ms (milésimo de segundo). Logo as portas de potássio se abrem, permitindo a saída desse íon, que está em maior concentração no interior da célula. Com isso, ocorre a repolarização da membrana, que retorna a condição de repouso.
Propagação do impulso nervoso
O potencial de ação que se estabelece na área da membrana estimulada perturba a área vizinha, levando à sua despolarização. O estímulo provoca, assim, uma onda de despolarizações e repolarizações que se propaga ao longo da membrana plasmática do neurônio. Essa onda de propagação é o impulso nervoso.

O impulso nervoso se propaga em um único sentido na fibra nervosa. Dendritos sempre conduzem o impulso em direção ao corpo celular. O axônio, por sua vez, conduz o impulso em direção as extremidades, isto é, para longe do corpo celular.

Lei do tudo ou nada
A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada. Isso significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para excitar o neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada acontece. Não existe potencial de ação mais forte ou mais fraco; ele é igual independente da intensidade do estímulo. O menor estímulo capaz de gerar potencial de ação é denominadoestímulo limiar.

Bainha de mielina e condução do estímulo nervoso

A velocidade de propagação dos estímulo nervoso na membrana de um neurônio varia entre 10cm/s e 1m/s. Tais velocidades no entanto são insuficientes para coordenar as ações de animais de grande porte. Em uma girafa, por exemplo, um impulso que viajasse à velocidade de 1m/s levaria entre três e quatro segundos para percorrer a distância que vai da pata traseira ao encéfalo. Se fosse essa realmente a velocidade de condução nervosa na girafa, ela seria um animal lento e descoordenado, incapaz de enfrentar situações que exigissem respostas rápidas.

A propagação rápida dos impulsos nervosos é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre as fibras nervosas. A bainha de mielina é constituída por camadas concêntricas de membranas plasmáticas de células da glia, principalmente células de Shwann. Entre as células gliais que envolvem o axônio existem pequenos espaços, os nódulos de Ranvier, onde a membrana do neurônio fica exposta.

Nas fibras nervosas mielinizadas, o impulso nervoso, em vez de se propagar continuamente pela membrana do neurônio, pula diretamente de um nódulo de Ranvier para outro. Nesses neurônios mielinizados , a velocidade de propagação do impulso pode atingir  velocidades de até 200 m/s (720 km/h).

Sinapses: Neurônios em Comunicação
A comunicação de um neurônio com o corpo celular ou dendritos do outro, ou mesmo com a membrana de uma célula muscular, ocorre através de uma região  conhecida como sinapse (do grego, synapsis = ação de juntar). Nesta, uma diminuta fenda sináptica de aproximadamente 20 nm separa as duas células. A mensagem do axônio é liberada na forma de mediadores químicos, também conhecidos como neurotransmissores ou neurormônios, substâncias químicas que entram  em contato com receptores localizados nas membranas pós-sinápticas e desencadeiam uma alteração no comportamento do segundo neurônio ou célula muscular. Os neurotransmissores mais conhecidos no sistema nervoso dos vertebrados são a acetilcolina e anoradrenalina (ou epinefrina).

Arco reflexo
Nenhum outro tecido ilustra tão bem o conceito de trabalho em equipe quanto o tecido nervoso. A transmissão de informação pelas células nervosas lembra uma verdadeira corrida de revezamento, em que um neurônio fica conectado a outro, cada qual executando determinado papel no circuito por eles organizado.

Três tipos de neurônios podem ser reconhecidos com relação à atividade que desenvolvem:

• Neurônios sensoriais: transmitem impulsos dos receptores sensoriais (por exemplo, nos órgãos do sentido) aos outros neurônios do percurso.
• Neurônios de associação (interneurônios): recebem a mensagem dos neurônios sensoriais, processam-na e transferem um comando para as células nervosas seguintes do circuito. Alguns circuitos nervosos podem não ter esse tipo de neurônio.
• Neurônios efetores (ou motores): são os que transmitem a mensagem para as células efetoras de resposta, isto é, células musculares ou glandulares que respondem por meio de contração ou secreção, respectivamente.

Suponha que você receba uma pancada no joelho, logo a baixo da rótula ou da patela (nomes dados a um osso que fica na frente do joelho). A pancada estimula um receptor localizado no interior do músculo da coxa (o quadríceps). Esse receptor está ligado aos dendritos de um neurônio sensorial – aferente – também chamado de neurônio sensitivo, que recebe a mensagem e a encaminha para o corpo celular e, deste, para o axônio. Por sua vez, o axônio do neurônio sensorial estabelece uma sinapse com um neurônio motor – eferente (um neurônio de resposta). O axônio do neurônio motor é conectado ao músculo quadríceps e encaminha a resposta “mexa-se”. De imediato, esse músculo se contrai e você movimenta a perna. Perceba que o ato de mexer a perna para frente envolve o trabalho de apenas dois neurônios: o sensorial e o motor. No entanto, para que isso possa acontecer, é preciso que o músculo posterior da coxa permaneça relaxado. Então, ao mesmo tempo, o axônio do neurônio sensorial estabelece uma sinapse com um interneurônio (neurônio de associação) que, por sua vez, faz uma conexão com um segundo neurônio motor. O axônio desse neurônio motor se dirige para o músculo posterior da coxa, inibindo a sua contração.

Organização do Sistema Nervoso
Dois grandes componentes fazem parte do sistema nervoso humano: sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervos periférico (SNP).
O sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo é composto por vários órgãos, entre eles os dois hemisférios cerebrais (conjuntamente conhecidos como “cérebro”), o diencéfalo, o cerebelo e o bulbo. O encéfalo e a medula espinhal são os locais para onde são encaminhadas todas as informações captadas pelo organismo, quer se originem no meio externo, quer surjam no próprio organismo. São também os centros de processamento dessas informações e de elaboração de respostas.

O sistema nervoso periférico inclui os receptores espalhados pelo corpo, além dos gânglios nervosos e todos os nervos que chegam aos órgãos centrais trazendo informações ou que deles se originam, levando respostas.

Sistema Nervoso Central (SNC)
Nos vertebrados, o encéfalo se aloja no interior do crânio e a medula espinhal, no interior de um canal existente na coluna vertebral. O encéfalo e a medula são formados por células da glia, por corpos celulares de neurônios e por feixes de dendritos e axônios.