Наукове дослідження нервової системи значно розвинулось в другій половині ХХ століття, в основному завдяки досягненням в галузях молекулярної біології, клітинної біології, електрофізіології та обчислювальної біології. Це дозволило вивчати нервову систему в усіх її аспектах: фізіологічну будову, функціонування, розвиток, паталогії у функціонуванні, і як вона може бути змінена. Наприклад, стало можливим досить докладно розібратися в складних процесах функціонування клітини нейрона. Нейрони є клітинами, що спеціалізовані для передачі сигналів. Вони мають можливість передавати сигнали іншим нейронам та клітинам іншого типу через спеціалізовані з'єднання — синапси, за допомогою яких електричні або електрохімічні сигнали можуть передаватися від однієї клітини до іншої. Нейрони мають довгі тонкі ниткоподібні відростки — аксони, які можуть простягатися до віддалених частин організму і здатні швидко передавати електричні імпульси, що впливають на активність інших нейронів, м'язів, або залоз. Нервова система побудована з сукупності нейронів, які з'єднуються в нейронні ланцюги, які об'єднуються в нейронні ансамблі, які, в свою чергу, формують нейронні мережі, волокна яких простягаються по всьому тілу, диригуючи всіма фізіологічними процесами.
У хребетних тварин нервова система умовно поділяється на дві частини: центральну нервову систему (головний та спинний мозок) і периферичну нервову систему. У багатьох видів, у тому числі всіх хребетних, нервова система є найбільш складною системою органів в організмі, причому найскладнішою частиною є головний мозок. Один тільки людський мозок містить близько ста мільярдів нейронів і ста триліонів синапсів; він складається з тисяч окремих підструктур, що з'єднані одна з одною у синаптичні мережі. Принцип роботи цих хитросплетіннь наука тільки почала розгадувати. Більшість з приблизно 20-25,000 генів, з яких складається геном людини несуть в собі інформацію, зокрема, про будову головного мозку. Завдяки гнучкості будови мозку, структура його синапсів і виконання ними конкретних функцій змінюються протягом життя.[2]
Основні питання молекулярної нейронауки включають механізми, за допомогою яких нейрони виражають молекулярні сигнали та реагують на них, а також те, як аксони формують складні схеми. На цьому рівні інструменти молекулярної біології та генетики використовуються для розуміння того, як розвиваються нейрони та як генетичні зміни впливають на біологічні функції.[6]Морфологія, молекулярна ідентичність і фізіологічні характеристики нейронів і те, як вони пов'язані з різними типами поведінки, також становлять значний інтерес.
Питання клітинної нейронауки включають механізми того, як нейрони обробляють сигнали фізіологічно та електрохімічно. Ці запитання включають те, як сигнали обробляються нейритами та сомами, та як нейромедіатори та електричні сигнали використовуються для обробки інформації в нейроні. Нейрити — це тонкі відростки тіла нейронної клітини, що складаються з дендритів (спеціалізованих для отримання синаптичних сигналів від інших нейронів) і аксонів (спеціалізованих для проведення нервових імпульсів, які називаються потенціалами дії). Соми є клітинними тілами нейронів і містять ядро.
Незважаючи на те, що багато досліджень все ще дотримуються редукціоністської позиції, шукаючи нейробіологічні основи когнітивних явищ, останні дослідження показують, що існує цікава взаємодія між нейронауковими відкриттями та концептуальними дослідженнями, вимагаючи та інтегруючи обидві точки зору. Наприклад, нейронаукові дослідження емпатії викликали цікаву міждисциплінарну дискусію за участю філософії, психології та психопатології.[11] Крім того, нейронаукова ідентифікація багатьох систем пам'яті, пов'язаних з різними ділянками мозку, поставила під сумнів ідею пам'яті як буквального відтворення минулого, підтримуючи погляд на пам'ять як на генеративний, конструктивний і динамічний процес.[12]
Ця область дослідження включає в себе принципи матеріалознавства, біології та інженерії для проектування та розробки органоїдів, пристроїв, каркасів і 3D-культур, які сприяють росту, виживанню та функціональній інтеграції нейронів і гліальних клітин в місця ураження хворобами, травмами чи процесами старіння.
Основні цілі в цій галузі включають відновлення та посилення функцій людини шляхом прямої взаємодії між нервовою системою та штучними пристроями.
Значна частина поточних досліджень зосереджена на розумінні кодування та обробки інформації в сенсорних і моторних системах, кількісному визначенні того, як ця обробка змінюється в патологічному стані, і як нею можна маніпулювати за допомогою взаємодії зі штучними пристроями, включаючи інтерфейси мозок-комп'ютер і нейропротези.
↑The United States Department of Health and Human Services. Mental Health: A Report of the Surgeon General. «Chapter 2: The Fundamentals of Mental Health and Mental Illness» pp 38 [1] Retrieved May 21, 2012
↑Kandel, Eric R. (2012). Principles of Neural Science, Fifth Edition. McGraw-Hill Education. с. 5. ISBN978-0071390118. The last frontier of the biological sciences – their ultimate challenge – is to understand the biological basis of consciousness and the mental processes by which we perceive, act, learn, and remember.
Squire, L. et al. (2003). Fundamental Neuroscience, 2nd edition. Academic Press; ISBN 0-12-660303-0
Byrne and Roberts (2004). From Molecules to Networks. Academic Press; ISBN 0-12-148660-5
Sanes, Reh, Harris (2005). Development of the Nervous System, 2nd edition. Academic Press; ISBN 0-12-618621-9
Siegel et al. (2005). Basic Neurochemistry, 7th edition. Academic Press; ISBN 0-12-088397-X
Rieke, F. et al. (1999). Spikes: Exploring the Neural Code. The MIT Press; Reprint edition ISBN 0-262-68108-0
section.47 Neuroscience 2nd ed. Dale Purves, George J. Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C. Katz, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara, S. Mark Williams. Published by Sinauer Associates, Inc., 2001.
Damasio, A. R. (1994). Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain. New York, Avon Books. ISBN 0-399-13894-3 (Hardcover) ISBN 0-380-72647-5 (Paperback)
Gardner, H. (1976). The Shattered Mind: The Person After Brain Damage. New York, Random House|Vintage Books, 1976 ISBN 0-394-71946-8
Luria, A. R. (1997). The Man with a Shattered World: The History of a Brain Wound. Cambridge, Massachusetts, Harvard University Press. ISBN 0-224-00792-0 (Hardcover) ISBN 0-674-54625-3 (Paperback)
Luria, A. R. (1998). The Mind of a Mnemonist: A Little Book About A Vast Memory. New York, Basic Books, Inc. ISBN 0-674-57622-5
Medina, J. (2008). Brain Rules: 12 Principles for Surviving and Thriving at Work, Home, and School. Seattle, Pear Press. ISBN 0-979-777704 (Hardcover with DVD)
Pinker, S. (1999). How the Mind Works. W. W. Norton & Company. ISBN 0-393-31848-6
Pinker, S. (2002). The Blank Slate: The Modern Denial of Human Nature. Viking Adult. ISBN 0-670-03151-8
Robinson, D. L. (2009). Brain, Mind and Behaviour: A New Perspective on Human Nature (вид. 2nd). Dundalk, Ireland: Pontoon Publications. ISBN978-0-9561812-0-6.
Ramachandran, V. S. (1998). Phantoms in the Brain. New York City|New York, New York HarperCollins|Harper Collins. ISBN 0-688-15247-3 (Paperback)
Rose, S. (2006). 21st Century Brain: Explaining, Mending & Manipulating the MindISBN 0099429772 (Paperback)
