Det centrala nervsystemet (CNS), som omfattar hjärnan och ryggmärgen, fungerar som kroppens huvudsakliga kontrollcenter. Dess främsta syfte är att ta emot, bearbeta och tolka information från både den inre kroppen och omgivningen. CNS samordnar kroppens reaktioner, lagrar minnen, formar tankar och känslor samt möjliggör medvetna och omedvetna beslut. Det är här integration av sensorisk information sker och var motoriska kommandon genereras.
En grundläggande princip i CNS är hierarkisk organisation – från primitiva reflexer i ryggmärgen till komplex kognition i hjärnbarken. Det använder sig av stora nätverk av sammankopplade neuroner för att skapa avancerad bearbetning, och det reglerar och justerar sina egna signaler genom återkoppling (feedback). CNS är skyddat av ben, hinnor och cerebrospinalvätska, vilket speglar dess centrala betydelse och känslighet. Det är också mer statiskt än PNS i sin struktur, men har stor plasticitet i funktion.
Det perifera nervsystemet (PNS) förmedlar information mellan det centrala nervsystemet och resten av kroppen. Det består av alla nerver utanför hjärna och ryggmärg, inklusive kranialnerver och spinalnerver. PNS:s syfte är att koppla CNS till sensoriska receptorer, muskler och inre organ. Det fungerar både som en insamlare av data från omgivningen och kroppen, och som ett exekutivt system som genomför CNS:s kommandon.
PNS är organiserat i sensoriska (afferenta) och motoriska (efferenta) delar. Det motoriska systemet delas i sin tur upp i somatiska (viljestyrda) och autonoma (icke-viljestyrda) funktioner. En central princip i PNS är snabb, exakt och målinriktad signalöverföring. Till skillnad från CNS är det perifera nervsystemet mer utsatt för skador, men har i gengäld större förmåga till regenerering. PNS fungerar som en dynamisk kommunikationslänk mellan kroppens miljö och CNS:s styrfunktioner.
Det somatiska nervsystemet är den del av det perifera nervsystemet som ansvarar för viljestyrda rörelser och medveten sensorik. Dess syfte är att ge individen möjlighet att interagera med omvärlden genom medvetna rörelser och perception, såsom beröring, smärta, tryck och proprioception. Motoriska signaler går från CNS till skelettmuskulaturen via efferenta nerver, medan sensoriska signaler från huden, leder och muskler går via afferenta nerver tillbaka till CNS.
Principen bakom det somatiska nervsystemet är direkt, snabb och exakt signalöverföring mellan CNS och skelettmuskler eller sensoriska receptorer. Ett karakteristiskt drag är att varje motorisk signal följer en en-neuronsväg: från ett motorneuron i ryggmärgen hela vägen till muskeln. Det somatiska systemet är medvetet, under viljemässig kontroll och svarar snabbt på yttre stimuli, vilket gör det fundamentalt för motorisk precision och sensorisk medvetenhet.
Det autonoma nervsystemet (ANS) kontrollerar kroppens inre miljö och fungerar helt utanför viljans kontroll. Dess syfte är att reglera funktioner som hjärtfrekvens, blodtryck, matsmältning, andning och temperatur för att upprätthålla homeostas. ANS påverkar glatt muskulatur, hjärtmuskulatur och körtlar, och är avgörande för kroppens snabba anpassning till både inre och yttre förändringar.
Det autonoma systemet är indelat i det sympatiska (aktiverande) och det parasympatiska (återställande) systemet. En viktig princip är dess två-neuronsväg: ett preganglionärt neuron från CNS synapsar i ett autonomt ganglion, varifrån ett postganglionärt neuron går till målorganet. Detta system är icke-viljestyrt, långsammare än det somatiska, och fungerar ofta kontinuerligt utan medveten inblandning, vilket ger kroppen en automatisk regleringsmekanism.
Det sympatiska nervsystemet är en del av det autonoma nervsystemet och ansvarar för kroppens "fäktas eller fly"-respons. Dess syfte är att förbereda kroppen på akuta situationer som kräver snabb handling, genom att öka hjärtfrekvensen, vidga luftvägarna, frisätta glukos från levern och omdirigera blodflödet från matsmältningssystemet till skelettmuskler. Det möjliggör fysisk beredskap vid stress och hot.
En central princip är att sympatiska signaler utgår från torakolumbala delar av ryggmärgen (T1–L2) och passerar genom sympatiska gränssträngar. Där sker synaps i ganglier nära ryggmärgen. Det postganglionära neuronet går till målorganet och frisätter ofta noradrenalin. Det sympatiska systemet verkar snabbt och generellt i flera organ samtidigt, vilket skiljer det från andra delar av ANS.
Det parasympatiska nervsystemets syfte är att bevara och återställa kroppens resurser under vila, ofta kallat "rest and digest". Det sänker hjärtfrekvensen, stimulerar matsmältning, ökar tarmrörelser och stimulerar körtelaktivitet. Det hjälper kroppen att återgå till ett viloläge efter ansträngning och stödjer långsiktig energibalans och återhämtning.
Det parasympatiska systemet utgår från hjärnstammen (via kranialnerver III, VII, IX och X) samt sakrala ryggmärgssegment (S2–S4). Signalen passerar genom ett långt preganglionärt neuron och synapsar nära eller i målorganet. Det postganglionära neuronet är därför mycket kort. Signalsubstansen är nästan alltid acetylkolin. Systemet är mer riktat och lokaliserat jämfört med det sympatiska.
Det enteriska nervsystemet är det autonoma nervsystemets tredje del och styr självständigt mag-tarmkanalens funktioner. Dess syfte är att reglera matsmältning, tarmrörelser, blodflöde i tarmväggen och sekretioner. Det fungerar både oberoende av, och i samverkan med, sympatiska och parasympatiska signaler och kallas ibland "den andra hjärnan".
Enteriska nervsystemet består av två stora nätverk: Auerbachs (myenteriska) plexus som styr peristaltik, och Meissners (submukösa) plexus som reglerar sekretion. Systemet använder ett brett spektrum av signalsubstanser och kan koordinera avancerade funktioner lokalt utan input från CNS. Till skillnad från övriga autonoma delar har det full kapacitet till reflexer och integration inom mag-tarmsystemet.