Dezvoltarea sistemului nervos central are la bază necesitatea adaptării la mediul ambiant. într-o lume macroscopică, dimensiunile foarte mari sau foarte mici (animal nedetectabil), o rată mare de multiplicare sau prezenţa unei "armuri" de protecţie constituie avantaje pentru supravieţuire. Absenţa unor mecanisme eficiente de apărare a dus la dezvoltarea teledetecţiei (miros, auz, văz) şi inteligenţei, deci implicit, a unui sistem nervos central. Astfel, prim multiplicareat organelor de simţ unele animale pot detecta de la distanţă prezenţa prădătorilor sau a unor potenţiale noxe în mediul ambiant. 

Sistemul nervos central este alcătuit din cortex cerebral, talamus, hipotalamus, ganglioni bazali, amigdală, hippocamp, nucleul bazal al lui Meynert, nuclei septali, cerebel, trunchi cerebral şi măduva spinării

Etajul supratentorial este constituit de cortexul cerebral, talamus, hipotalamus, ganglionii bazali, nucleul bazal al lui Meynert, nucleii septali, amigdala şi hippocampul. Etajul subtentorial este alcătuit din cerebel.

Talamusul şi hipotalamusul alcătuiesc diencefalul. Trunchiul cerebral este alcătuit din: mezencefal, punte şi bulbul rahidian. Amigdala, hippocampul, nucleul accumbens şi aria tegmentală ventrală alcătuiesc sistemul limbic. Nucleul bazal al lui Meynert şi nucleii septali alcătuiesc telencefalul bazal

Structurile SNC cooperează realizând sisteme funcţionale:

- Sistemul reticulat activator ascendent (substanţa reticulată din nucleii centrali ai trunchiului cerebral, nuclei talamici intralaminari) are rol în menţinerea tonusului cortical, nucleii tuberomamilari ai hipotalamusului constituie aria trezirii, nucleii septali şi nucleul bazal al lui Meynert au rol în atenţie.

- Circuitul lui Papez cu rol în memorie: hippocamp, corpi mamilari (hipotalamus), nucleu talamic anterior, girus cingular

- Circuitele cortico-strio-talamo-corticale (cortex, ganglioni bazali, nuclei reticulari talamici) realizează filtre: senzoriale, motorii, cognitive şi motivaţionale.

Emisferele cerebrale sunt alcătuite din 4 lobi: frontal, parietal, temporal şi occipital. Lobul frontal are rol executiv (motor şi cognitiv). Ceilalţi lobi au rol senzitiv şi senzorial fiind implicaţi în schema şi imaginea corporală, aprecierea distanţelor, orientarea în spaţiu, capacitatea de a forma concepte, imaginaţie. Lobul temporal,  prin aria entorinală asociază informaţiile polisenzoriale cu trăirile afective generate de sistemul limbic.

Cu excepţia hippocampului care are 3 straturi, neocortexul este format din 6 straturi. Neuronii din straturi diferite (II; III; IV) se pot conecta între ei formând modulele neuronale care reprezintă unităţile structurale şi funcţionale ale neocortexului. Modulele din aceeaşi arie corticală respectiv din lobi diferiţi se pot conecta între ele. De asemenea modulele se pot conecta cu: nucleul bazal al lui Meynert (aferenţe colinergice), trunchiul cerebral (aferenţe noradrenergice, serotoninergice şi dopaminergice), talamusul (nucleii intralaminari, nuclei de releu) şi hipotalamusul (aferenţe histaminergice).

Neuronii piramidali glutamatergici din straturile II şi III trimit eferenţe cortico-corticale (fibre comisurale interemisferice şi fibre de asociaţie intraemisferice). Neuronii piramidali din stratul V trimit eferenţe (fibre de proiecţie) cortico-striate (spre ganglionii bazali realizând circuitele cortico-strio-talamo-corticale), cortico-nucleare (spre trunchiul cerebral şi din punte spre cerebel), cortico-spinale (spre măduva spinării). Neuronii piramidali din stratul VI se proiectează în talamus şi în ariile corticale ipsilaterale şi contralaterale. Neuronii din stratul IV primesc aferenţe de la neuronii talamici

Structură:                                                                                              - Microscopic: 6 straturi (izocortex, neocortex) sau mai puţine (allocortex, paleocortex)                                                                    - Macroscopic: 4 lobi: frontal, parietal, occipital, temporal 

Spre deosebire de restul animalelor, cortexul uman prezintă dezvoltarea cea mai mare a cortexului prefrontal (ultimul apărut pe scară filogenetică). 

Funcţiile cortexului prefrontal sunt:                                                     - Cortex prefrontal dorsolateral: raţionament abstract, memorie de lucru, funcţii executive: organizare, planificare, predicţie, automonitorizare                                                                                   - Cortex prefrontal medial: afectivitate                                             - Cortex prefrontal orbital: controlul impulsivităţii 

Importanţă pentru psihiatru:                                                                - în schizofrenie, afectarea cortexului prefrontal este responsabilă de disfuncţiile cognitive şi de simptomele negative (apato-abulie)                                                                                        - în demenţa prefrontală Pick, afectarea cortexului prefrontal este responsabilă de disfuncţii cognitive, sindrom apato-abulic şi dezinhibiţie afectivă, în planul conduitei sociale, în plan alimentar şi sexual.

Structură: aria septală este constituită din doi nuclei, unul medial şi unul lateral. Nucleul lateral primeşte aferenţe şi trimite eferenţe către nucleul medial. 

Funcţii: Cele mai importante conexiuni funcţionale ale septului se fac cu:                                                                                                    - Nucleul bazal al lui Meynert implicat în procesul atenţiei. Acest nucleu conţine neuroni colinergici care se proiectează difuz pe cortexul cerebral influenţând tonusul cortical (generează o stare de alertă corticală)                                                                                - Hippocampul (prin intermediul fornixului): datorită acestei conexiuni concentrarea atenţiei facilitează procesul de memorare                                                                                            - Amigdala: (prin intermediul striei terminale): datorită acestei conexiuni, emoţiile pot orienta atenţia către un anumit stimul din mediul extern şi de asemenea se însoţesc de o stare de alertă corticală                                                                                               - Hipotalamusul (mai ales nucleii preoptici implicaţi în sexualitate şi aportul de lichide)                                                                            - Habenula prin stria medulară. Habenula se proiectează în tectum (coliculii cvadrigemeni). Tectumul mezencefalic este implicat în generarea reflexelor de orientare a capului şi globilor oculari în direcţia stimulului pentru ca acesta să cadă în foveea centrală unde densitatea celulelor cu conuri este maximă şi deci acuitatea percepţiei vizuale este maximă.                                        - Ariile olfactive 

Importanţă pentru psihiatru: septul este implicat în afectivitate (stimularea sa produce plăcere), concentrarea atenţiei care va facilita memorarea

Structură: sunt descrise 2 sisteme: dorsal (striat dorsal + palid dorsal) şi ventral (striatul ventral şi palidul ventral) Striatul dorsal este alcătuit din neostriat (corp caudat şi putamen) şi paleostriat (globul palid) Sistemul ventral este alcătuit din nucleul accumbens (striatul ventral) şi palidul ventral 

Structuri ataşate ganglionilor bazali:                                                  - substanţa neagră (circuitul dopaminic nigro-striat) şi nucleul pedunculo-pontin (circuit colinergic) modulează activitatea striatului dorsal                                                                                    - aria tegmentală ventrală (circuit dopaminic mezo-limbic) modulează activitatea striatului ventral                                              - nucleul subtalamic: participă la circuitul stimulator asupra filtrului talamic 

Rol în :                                                                                                    - Motricitate: activarea şi inhibiţia selectivă a unor programe motorii necesare motilităţii automate (de ex. iniţierea mişcărilor). Asemenea cerebelului, controlează tonusul muscular.                    - Cogniţie: halucinaţii, obsesii şi compulsii                                        - Afectivitate: depresie 

Două circuite influenţează filtrul talamic: un circuit stimulator (indirect) şi un circuit inhibitor (direct) 

Participă la circuite de reintrare implicând cortexul şi talamusul:    - Bucla motorie: cortex motor - ganglioni bazali sistemul dorsal - talamus - cortex motor                                                                        -  Bucla cognitivă: cortex prefrontal dorsolateral - ganglioni bazali sistemul dorsal - talamus -cortex prefrontal dorsolateral                 - Bucla limbică (afectivă): cortex prefrontal medial sau orbital - ganglioni bazali (sistemul ventral) - talamus - cortex prefrontal  

Importanţă pentru psihiatru:                                                                - Degenerarea substanţei negre: boala Parkinson                            - Blocarea dopaminei în circuitul nigrostriat de către neuroleptice: sindrom parkinsonian                                                                          - Degenerarea neuronilor GABAergici strio-palidali: coreea Huntington                                                                                            - Afectarea ganglionilor bazali: tulburarea obsesiv - compulsivă (corpul caudat leziuni minimale)

Structură: Nucleul accumbens face parte din sistemul ventral al ganglionilor bazali şi este cuplat cu palidul ventral 

Funcţie: făcând legătura între ganglionii bazali şi sistemul limbic, este implicat în sistemul motivaţional. Neuronii din nucleul accumbens, printr-o succesiune de sinapse GABAergice inhibitorii, stimulează filtrul talamic. 

Nucleul accumbens este la rândul lui controlat de:                          - Cortexul cerebral, hippocamp şi amigdală prin sinapse glutamatergice                                                                                      - Aria tegmentală ventrală secretoare de dopamină: inhibă nucleul accumbens                                                                             - Rafeu secretor de serotonină: inhibă dopamina                            - Nucleul pedunculo-pontin secretor de acetilcolină                       - Hipotalamus secretor de encefaline 

Dopamina, prin inhibarea nucleului accumbens, va scădea funcţia talamusului de filtru, având un efect dezinhibant asupra comportamentului. În condiţii fiziologice instinctualitatea foloseşte sistemul dopaminergic pentru a motiva individul spre un comportament de conservare a individului (alimentaţie) şi a speciei (reproducere). Serotonina, inhibând dopamina, va proteja funcţia de filtru a talamusului.

Importanţă pentru psihiatru:                                                                 - Drogurile stimulează acţiunea dopaminei inhibând pompele de recaptare a dopaminei în butonul terminal al neuronului dopaminergic la nivelul nucleului accumbens (amfetamine, cocaină), respectiv stimulează eliberarea acesteia la nivelul ariei tegmentale ventrale şi nucleului accumbens (droguri sedative ce acţionează prin intermediul neuronilor GABA, inhibând funcţia acestuia în primă instanţă).                                                                  -  Hiperactivitatea dopaminergică produce dezinhibiţie cu euforie şi impulsivitate.                                                                                    - În depresie hipoactivitatea dopaminergică produce un sindrom anhedonic, iar în manie, hiperactivitatea dopaminergică stimulează comportamentul hedonic.

Structură:                                                                                            - Nuclei talamici specifici de releu (sensibilitatea cutanată, gustativă, auditivă şi vizuală): nucleii ventral posterolateral, ventral posteromedial, corpii geniculaţi laterali şi mediali, pulvinar                                                                                                - Nuclei intralaminari şi ai liniei mediane implicaţi în menţinerea tonusului cortical (sistemul reticulat activator ascendent)              - Nuclei reticulari care realizează funcţia de filtru (senzorial sau motor) a talamusului                                                                          - Nuclei motori conectaţi cu ganglionii bazali şi cerebelul (ventral anterior şi ventral lateral)                                                    - - Nuclei conectaţi cu sistemul limbic şi cortexul prefrontal (nucleul anterior şi nucleul mediodorsal)                                           Rol:                                                                                                     - participă la circuite de reintrare senzitive, motorii, cognitive şi motivaţionale constituind filtre.                                                          - participă la geneza ritmurilor corticale (oscilaţii gamma, fusurile de somn). În timpul stării de veghe, neuronii reticulari sunt inhibaţi de neuronii colinergici ai sistemului reticular activator ascendent, reducând capacitatea de filtrare talamică. Astfel, neuronii talamici specifici de releu pot primi informaţii specifice din mediul ambiant şi din mediul intern. În condiţiile concentrării atenţiei, neuronii colinergici din nucleul bazal Meynert vor produce o inhibiţie suplimentară a neuronilor talamici reticulari reducând şi mai mult filtrul talamic pentru o mai bună percepţie a stimulului care a captat atenţia. În timpul somnului nonREM, neuronii reticulari talamici inhibă neuronii talamici de releu crescând capacitatea filtrului talamic (creierul nu răspunde la stimuli). În somnul REM, neuronii colinergici din nucleii laterodorsal şi pedunculopontin inhibă neuronii reticulari permiţând stimularea creierului de stimuli interni (din depozitele mnezice).                                                                              Importanţă: Filtrul talamic poate fi afectat în psihoze şi în tulburarea obsesiv-compulsivă

Structură: complexul amigdaloid este format din mai mulţi nuclei grupaţi într-un nucleu medial, bazo-lateral şi central. Nucleul medial are conexiuni importante cu sistemul olfactiv, nucleul bazolateral cu sistemul limbic, iar nucleul central reprezintă componenta efectorie care se proiectează în trunchiul cerebral. 

Funcţii: rol în viaţa emoţională (anxietate şi agresivitate), motivaţie, şi învăţare (condiţionarea fricii). Amigdala asociază stimulilor percepuţi o semnificaţie biologică, afectivă.                     - Conexiunile amigdalei cu trunchiul cerebral şi hipotalamusul prin fasciculul telencefalic medial generează răspunsul comportamental şi vegetativ asociat emoţiilor.                                 - Conexiunile amigdalei cu nucleul bazal al lui Meynert, nucleii formaţiunii reticulare din trunchiul cerebral şi nucleii talamici situaţi pe linia mediană, generează starea de hipervigilitate (alertă corticală) asociată unei emoţii.                                               - Conexiunile amigdalei cu formaţiunea hippocampică realizează învăţarea asocierii făcute între un stimul şi semnificaţia sa biologică. Acest mecanism a fost propus pentru a explica apariţia fobiilor prin mecanismul condiţionării clasice pavloviene. Lezarea amigdalei face imposibilă condiţionarea (învăţarea) fricii. 

Importanţă:                                                                                           - hiperfuncţia amigdalei apare în tulburările anxioase (tulburarea atacurilor de panică, fobii, tulburarea de stres posttraumatic, tulburarea anxietăţii generalizate).                                                    - în schizofrenie s-a constatat o pierdere de volum la nivelul amigdalei şi hippocampului, influenţând probabil procesarea defectuoasă la pacienţii schizofreni a emoţiilor exprimate facial    - testele de condiţionare a fricii au evidenţiat hipofuncţia amigdalei la subiecţii cu tulburare de personalitate de tip antisocial/dissocial.

Structură: formaţiunea hippocampică este alcătuită din subiculum, girusul dinţat şi hippocamp (sau cornul lui Ammon - CA). 

Formaţiunea hippocampică alături de amigdală, sept şi girusul cingular face parte din sistemul limbic. 

Funcţie: către formaţiunea hippocampică converg informaţii de la ariile corticale senzoriale de asociaţie, respectiv de la cortexul prefrontal şi amigdală prin intermediul ariei entorinale. Percepţiile complexe, care îşi au originea în mediul extern organismului sau în mediul intern, sunt asociate între ele şi de asemenea primesc cu ajutorul amigdalei o anumită semnificaţie biologică. Aceste asocieri pot fi învăţate prin proiectarea lor în formaţiunea hippocampică şi mai departe într-un circuit de reintrare numit circuitul lui Papez. Din aria entorinală, informaţiile ajung la girusul dinţat şi de aici la hippocamp. Neuronii hippocampici se pot proiecta în circuitul lui Papez prin fornix, sau în subiculum (circuitul intern). Din subiculum informaţia se poate reîntoarce în aria entorinală (circuit de reintrare în interiorul formaţiunii hippocampice) sau poate accesa fornixul şi circuitul lui Papez. Acest circuit are rolul de a recircula informaţia de învăţat (fixat) între hippocamp, corpi mamilari, nucleu talamic anterior, girus cingular şi de aici prin intermediul cingulum-ului înapoi în aria entorinală.

Importanţă: lezarea hippocampului (hipoxie, hipoglicemie, degenerescenţă, hipersecreţie de durată a hormonilor de stres - glucocorticoizii, administrarea de benzodiazepine cu timp de înjumătăţire scurt şi potenţă mare, consum cronic de cannabis) sau afectarea corpilor mamilari (deficit de B1 în alcoolismul cronic) poate avea repercusiuni asupra memoriei de scurtă durată (procesul de fixare a informaţiilor pentru stocare temporară) apărând amnezia de fixare (sindrom Korsakov posttraumatic, alcoolic, demenţa Alzheimer, tulburare de stres posttraumatic, toxicomanie - cannabis)

Structură:                                                                                               - Zona anterioară (nuclei preoptici, nucleul suprachiasmatic), nucleul anterior, nucleul supraoptic şi paraventricular) implicată în controlul ritmurilor endogene, somn, termoreglare, controlul sexualităţii, controlul volemiei, controlul sistemului nervos vegetativ parasimpatic                                                                        - Zona mijlocie (nucleii dorsomedial, ventromedial, arcuat şi lateral) implicată în comportamentul alimentar (centrii saţietăţii şi foamei)                                                                                                   - Zona posterioară (nucleul posterior şi corpii mamilari) implicată în controlul sistemului nervos simpatic, trezire, termoreglare şi fixarea informaţiilor 

Rol:                                                                                                        - Controlul sistemului nervos vegetativ simpatic şi parasimpatic    - Controlul sistemului endocrin prin conexiunile cu hipofiza            - Controlul ritmurilor endogene (nucleul suprachiasmatic)              - Fixarea informaţiilor (memoria de scurtă durată) prin participarea la circuitul lui Papez care implică formaţiunea hippocampică, corpii mamilari, nucleul talamic anterior şi cortexul cingular                                                                                                - Controlul vegetativ se face prin conexiunile cu trunchiul cerebral prin două fascicule importante: - Fasciculul telencefalic medial - Fasciculul longitudinal dorsal                                                - Conexiunile cu amigdala                                                                  - Conexiunile cu sistemul motivaţional: encefalinele secretate de nucleul arcuat influenţează secreţia dopaminei la nivelul ariei tegmentale ventrale şi la nivelul nucleului accumbens 

Importanţă:                                                                                            - Perturbarea ritmurilor endogene şi prezenţa disfuncţiilor endocrine în tulburările afective periodice                                        - Medicaţia psihotropă influenţează apetitul alimentar, motivaţia sexuală şi termogeneza la nivelul hipotalamusului.