Het animale zenuwstelsel omvat de hersenen en het ruggemerg, tot één geheel verbonden door het verlengde merg.
Het is opgebouwd uit zenuwcellen met hun, dikwijls zeer lange, uitlopers. Het geheel van een zenuwcel met haar uitlopers heet een neuron. De (veelal korte) uitlopers die prikkels naar de cel leiden noemt men dendrieten', de lange uitloper die prikkels van de cel af geleidt neuriet. Doordat de neuriet van het ene neuron in contact is met een dendriet van een volgend neuron, kan een prikkel van neuron op neuron overgaan. De aanrakingsplaats tussen neuriet en dendriet heet synaps', de synapsen hebben bijzondere functies bij de prikkelgeleiding. Bij de prikkeloverdracht in de synaps speelt het acetylcholine een belangrijke rol (humorale prikkeloverdracht). Niet alle neurieten en dendrieten ontmoeten elkaar in een zodanige synaps. Zo eindigen de neurieten van motorische zenuwcellen in de spieren en die van secretorische zenuwcellen in de klieren, terwijl de dendrieten van sensibele zenuwcellen in een zintuigorgaan hun oorsprong nemen. De zenuwcellen vormen de grijze substantie van hersenen en ruggemerg; de uitlopers vormen banen, die de witte substantie van hersenen en merg uitmaken en daarin verbindingen tot stand brengen, en de perifere zenuwen.
Deze laatste zijn tweeërlei, nl. centripetale, die prikkels van de periferie (van zintuigorganen) naar de centra geleiden, en centrifugale, die prikkels van de centra naar de periferie, de willekeurige spieren, voeren. De centripetale gevoelzenuwen voeren b.v. prikkels uit de buitenwereld aan, die in een centrum verwerkt worden en als berichten langs de centrifugale (motorische) zenuwen naar de spieren kunnen gaan. Dan heeft een prikkel uit de buitenwereld dus een spiereffect ten gevolge.
Dit kan op twee manieren gebeuren. De opgenomen prikkel kan eerst naar de grote hersenen geleid worden en daar tot bewustzijn komen, waarna een gewilde beweging kan volgen. De prikkel kan ook, zonder tot bewustzijn te komen, in het ruggemerg overgeschakeld worden op een motorische zenuw, waardoor een reflectorische spiersamentrekking optreedt.
Dergelijke reflexen zijn in het organisme zeer talrijk en gevarieerd. De meeste onzer gewoontehandelingen komen geheel of voor een belangrijk deel reflectorisch tot stand.
Een zeer bekend voorbeeld van een eenvoudige reflex is de kniepeesreflex. Door bij afhangend onderbeen een korte tik op de kniepees te geven, wordt er even aan deze pees en daardoor ook aan de rechte dijspier getrokken. Deze wordt dus even gerekt. In de spier liggen orgaantjes (de spierspoelen) die hierdoor geprikkeld worden. Zij sturen deze prikkel langs sensibele zenuwvezels naar het ruggemerg. Hier springt de prikkel over op zenuwcellen, vanwaar motorische zenuwvezels naar dezelfde spier lopen; de rechter dijspier trekt zich samen, met het gevolg dat het onderbeen even opwipt. Bij deze reflex reageert de spier dus met een verkorting als hij wordt gerekt, vooral als de rekking plotseling optreedt.
Alle skeletspieren vertonen deze reflexwerkingen, die bij velerlei bewegingen grote diensten bewijzen. Om een eenvoudig voorbeeld te geven: men springt en komt op de tenen neer. Bij de verdere daling van het lichaam treedt een snelle buiging in het spronggewricht op, de hiel dreigt met een schok op de grond te komen. Bij de buiging in het spronggewricht worden de kuitspieren echter plotseling gerekt en deze reageren daarop reflectorisch zeer snel met een contractie, die de buiging in het spronggewricht tegengaat en dus afremt.
Het resultaat is dat de hiel geleidelijker op de grond komt en de schok van de sprong dus gebroken is.
Naast deze eenvoudige reflexen zijn er meer samengestelde. Prikt men iemand met een speld in de hand, of komt de hand in aanraking met een heet voorwerp, dan wordt die prikkel meestal wel bewust, maar voordien is de hand reeds weggetrokken. Hier wordt de prikkel opgenomen door gevoelsorgaantjes in de huid; hij wordt naar het ruggemerg geleid en hier overgeschakeld op meer of minder motorische zenuwcellen (afhankelijk van de sterkte van de prikkel) en naar diverse spieren geleid, die de hand uit het gevaarlijke gebied brengen. Ook dit soort reflexen komt in velerlei variaties voor. Men kan ze i.h.a. beschuttende reflexen noemen.
Hieronder vallen ook de nies- en hoest reflex, die ontstaan doordat vreemde lichamen het neusslijmvlies, resp. het luchtpijpslijmvlies prikkelen en daardoor aanleiding geven tot het optreden van een zeer plotselinge uitademingsstoot, waarbij de snelle luchtstroom de ‘vreemde lichamen’ meesleurt.
Bij vele onzer handelingen spelen de reflexen een grote rol. Als wij ze nog moeten leren (lopen, schrijven, fietsen, schaatsenrijden, vliegen enz.) moeten wij er voortdurend bij denken; als we ze eenmaal kennen, gaat het vanzelf, ze verlopen dan grotendeels reflectorisch, al blijven onze hersenen hierbij gelukkig toch nog altijd het oppertoezicht houden, al was het alleen maar om b.v. in te grijpen als er iets mis dreigt te gaan.
De buitenste laag van de grote hersenen is van belang voor onze bewuste processen. Hier komen de berichten die door de zintuigorganen uit de buitenwereld zijn opgenomen terecht, en geven aanleiding tot een gewaarwording. Deze berichten komen langs sensibele zenuwen in het ruggemerg of de hersenstam binnen en bereiken verder langs opstijgende banen de hersenschors. Elk zintuig heeft in de hersenschors zijn eigen rayon; het gezichtszintuig op de achterhoofdskwab; het gehoorszintuig op de slaapkwab; het gevoel op de achterste centrale winding. In dit gevoelsrayon kan men voorts de plaatsen voor het gevoel in voet, been, romp enz. onderscheiden; het is of het gehele lichaam op dit rayon geprojecteerd is . Op overeenkomstige wijze als voor het gevoel vindt men in de voorste centrale winding de projectievelden voor de gewilde bewegingen. Van deze plaatsen vertrekken de wilsimpulsen voor de betreffende spieren. De prikkels dalen van de hersenschors af langs de afdalende banen naar de hersenstam en het ruggemerg, waar zij overgaan op motorische zenuwcellen en vandaar langs de perifere motorische zenuwen naar de spieren.
De grote hersenen zijn ook de zetel voor de hogere psychische processen, waarvoor vele onderlinge verbindingen tussen de delen van de hersenschors ongetwijfeld van belang zijn.
Evenals alle andere organen verraden ook de hersenen hun activiteit door electrische verschijnselen. Zoals men van het hart het electro-cardiogram kan afleiden en bij de spier het electro-myogram, zo kan men op soortgelijke wijze ook een electro-encefalogram maken. De aard van dit E.E.G. hangt af van de hersenarbeid, maar ook in rust blijken er electrische potentiaalverschillen te zijn. Men mag daaruit concluderen dat er altijd een zekere mate van activiteit in dit hoog georganiseerde systeem bestaat.
Daarmee is de voortdurende hoge stofwisseling van de hersenen in overeenstemming. Het zuurstofverbruik van het hersenweefsel is meer dan 10 maal zo groot als het gemiddelde van alle lichaamsweefsels.
Van de vele functies van de kleine hersenen hebben wij nog geen goed omschreven beeld. Zeker is wel dat in de kleine hersenen prikkels uit allerlei delen van het lichaam binnenkomen en verwerkt worden tot prikkels die, o.a. door het onderhouden van een zekere grondspanning (tonus) in de spieren, voor een vlotte spierfunctie van belang zijn.
