สมองมนุษย์แบ่งออกเป็นกี่ส่วน?
สมอง
ระบบประสาทแบ่งออกเป็น 3 ส่วนคือ
ประสาทสมอง
ประสาทปลาย ประสาทรับกลิ่น (I) และประสาทตา (II) กำเนิดจากสมองใหญ่หรือสมองส่วนหน้า ส่วนอีกสิบคู่ที่เหลือกำเนิดจากก้านสมอง
สมองของอัลเบิร์ต ไอนสไตน์
การชันสูตรศพของไอนสไตน์กระทำในห้องปฏิบัติการ ณ  โดยนักพยาธิวิทยาชื่อ  ไม่นานหลังการเสียชีวิตของเขาใน ค.ศ. 1955 ฮาร์วีย์นำสมองออกและชั่งน้ำหนักสมอง จากนั้นนำไปห้องปฏิบัติการ ณ มหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนีย และผ่าสมองของไอนสไตน์เป็นหลายชิ้น สมองบางชิ้นนั้นถูกนำไปให้นักพยาธิวิทยาชั้นนำ เขาหวังว่า (Cytoarchitecture) จะให้ข้อมูลอันเป็นประโยชน์ ฮาร์วีย์ฉีดฟอร์มาลีน 50% ทางหลอดเลือดแดงคาโรติดใน แล้วแช่สมองทั้งก้อนในฟอร์มาลีน 10% ฮาร์วีย์ถ่ายรูปสมองหลายมุม จากนั้นเขาผ่าสมองเป็นประมาณ 240 บล็อก (แต่ละบล็อกขนาดประมาณ 18 ซม.) และหุ้มแต่ละชั้นในวัสดุคล้ายพลาสติกที่เรียกว่า  ฮาร์วีย์ยังนำตาของไอนสไตน์ออกและมอบให้เฮนรี่ เอบรามส์ ซึ่งเป็นจักษุแพทย์ของไอนสไตน์ ยังมีการถกเถียงกันว่าสมองของไอนสไตน์ได้รับการอนุญาตจากเจ้าตัวขณะมีชีวิตหรือไม่ ก่อนจะถูกเก็บรักษา โรนัลด์ คลาร์ก เขียนในประวัตไอนสไตน์ใน ค.ศ. 1979 ว่า "เขายืนยันว่าสมองของเขาควรถูกวิจัยขณะร่างของเขาถูกเผา" ทว่างานวิจัยเมื่อไม่นานมานี้ชี้ว่า เรื่องนี้อาจไม่เป็นความจริง และสมองของเขาถูกนำออกมาและถนอมไว้โดยไม่ได้รับการยึนยอมจากทั้งไอนสไตน์และญาติสนิท ฮานส์ อัลเบิร์ต ไอนสไตน์ ซึ่งเป็นบุตรชายคนโตของเขา ได้ลงชื่อให้นำออกหลังจากเกิดเหตุการณ์ขึ้น แต่ยืนยันว่าสมองของพ่อเขาควรนำไปใช้สำหรับงานวิจัยที่จะได้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์มีคุณภาพเท่านั้น
กลีบหน้า
ในทางประสาทกายวิภาคศาสตร์ สมองกลีบหน้า (Frontal lobe) เป็นบริเวณของสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ตั้งอยู่ทางด้านหน้าของซีรีบรัล เฮมิสเฟียร์ (cerebral hemisphere) แต่ละข้าง และอยู่ด้านหน้าของสมองกลีบข้าง (parietal lobe) ส่วนสมองกลีบขมับ (temporal lobe) ตั้งอยู่ล่างและหลังต่อสมองกลีบหน้า
เปลือกสมองส่วนการเห็น
ซีกสมองแต่ละด้านมีเปลือกสมองส่วนการเห็น เปลือกสมองส่วนการเห็นของซีกสมองด้านซ้ายรับสัญญาณจากลานสายตา (visual field) ด้านขวา และเปลือกสมองส่วนการเห็นของซีกสมองด้านขวารับสัญญาณจากลานสายตาด้านซ้าย
สมอง
สมองประกอบด้วยเซลล์สองชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เกลียมีหน้าที่ในการดูแลและปกป้องนิวรอน นิวรอนหรือเซลล์ประสาทเป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักยะงาน (action potential) การติดต่อระหว่างนิวรอนนั้นเกิดขึ้นได้โดยการหลั่งของสารเคมีชนิดต่าง ๆ ที่รวมเรียกว่า สารสื่อประสาท (neurotransmitter) ข้ามบริเวณระหว่างนิวรอนสองตัวที่เรียกว่า ไซแนปส์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมลงต่าง ๆ ก็มีนิวรอนอยู่นับล้านในสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่มักจะมีนิวรอนมากกว่าหนึ่งร้อยล้านตัวในสมอง สมองของมนุษย์นั้นมีความพิเศษกว่าสัตว์ตรงที่ว่ามีความซับซ้อนและใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับขนาดตัวของมนุษย์
การเข้ารหัสทางประสาท
รหัสนี้อาจแบ่งได้โดยอีกวิธีหนึ่งเป็น 2 แบบ ก็คือแบบ "critically complete" (สมบูรณ์อย่างวิกฤติ) หรือ "overcomplete" (สมบูรณ์เกิน)
เปลือกสมองส่วนการเห็นปฐมภูมิของมนุษย์ประเมินว่า สมบูรณ์เกินโดยแฟกเตอร์ 500 ดังนั้น ข้อมูลขาเข้าที่ 14x14 (196-dimensional space) จะเข้ารหัสโดยนิวรอนประมาณ 100,000 ตัว
ซีกสมอง
วิถีประสาท magnocellular ของระบบการเห็น ส่งข้อมูลไปยังสมองซีกขวามากกว่าไปยังสมองซีกซ้าย ในขณะที่วิถีประสาท parvocellular ส่งข้อมูลไปยังสมองซีกซ้ายมากกว่าไปยังสมองซีกขวา
เซลล์ประสาท
สมองมนุษย์มีไซแนปส์จำนวนมหาศาล
นิวรอนแต่ละตัวในแสนล้านตัว (10) มีไซแนปส์ 7,000 อันที่เชื่อมกับนิวรอนอื่น ๆ โดยเฉลี่ย
สมองของเด็กอายุสามขวบประเมินว่า มีไซแนปส์ประมาณพันล้านล้านอัน (10) 
แต่จำนวนจะลดลงตามอายุ แล้วคงจำนวนเมื่อถึงวัยผู้ใหญ่
ค่าประเมินในผู้ใหญ่อยู่ระหว่าง 100-500 ล้านล้านไซแนปส์ (10-5 x 10)
ระบบประสาท
ระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังสามารถแบ่งได้เป็นสองส่วน คือ ระบบประสาทกลาง หรือ ซีเอ็นเอส(central nervous system - CNS) และ ระบบประสาทนอกส่วนกลาง หรือ พีเอ็นเอส (peripheral nervous system - PNS) ระบบประสาทกลางประกอบด้วยสมองและไขสันหลัง ระบบประสาทนอกส่วนกลางประกอบด้วยเส้นประสาทและนิวรอนที่ไม่ได้อยู่ในระบบประสาทกลาง โดยทั่วไปเรียกส่วนหลักของระบบประสาทนอกส่วนกลางว่า เส้นประสาท (ซึ่งจริง ๆ แล้วเป็น แกนประสาท หรือ แอกซอน (axon) ของเซลล์ประสาท) ระบบประสาทนอกส่วนกลางยังสามารถแบ่งออกเป็นระบบประสาทกาย (somatic nervous system) และระบบประสาทอิสระ (autonomic nervous system)
การปรับตัว (ชีววิทยา)
ความขัดแย้งระหว่างขนาดสมองของทารกมนุษย์เมื่อคลอด (ซึ่งไม่สามารถใหญ่กว่าประมาณ 400 ซม ไม่เช่นนั้นก็จะผ่านเชิงกรานของแม่ออกมาไม่ได้) กับขนาดสมองของผู้ใหญ่ (เฉลี่ยที่ 1,300 ซม) หมายความว่า สมองของทารกเกิดใหม่ยังต้องเจริญเติบโตอีกมาก
สิ่งที่จำเป็นต่อชีวิตมนุษย์มากที่สุด (รวมทั้งการเคลื่อนไหวและการพูด) จำต้องรอให้สมองโตเสียก่อน
นี่เป็นผลของการอะลุ้มอล่วยในกำเนิดทารก
เป็นปัญหาที่โดยมากมาจากการเป็นสัตว์สองเท้าของมนุษย์ เพราะถ้าไม่ได้เดินด้วยสองเท้า เชิงกรานแม่ก็อาจจะมีรูปร่างที่เหมาะสมกับศีรษะที่ใหญ่ยิ่งกว่านี้
นี่เป็นปัญหาที่สายพันธุ์มนุษย์ที่มีสมองใหญ่เช่นนีแอนเดอร์ทาลก็มีเหมือนกัน
เยื่อหุ้มสมอง
เยื่อหุ้มสมองและไขสันหลัง (meninges) เป็นระบบของเยื่อหุ้มที่ปกคลุมระบบประสาทกลาง เยื่อหุ้มสมองประกอบด้วยชั้น 3 ชั้นได้แก่ เยื่อดูรา หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นนอก (dura mater) , เยื่ออะแร็กนอยด์ หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง (arachnoid mater) , และเยื่อเพีย หรือเยื่อหุ้มสมองชั้นใน (pia mater) หน้าที่หลักของเยื่อหุ้มสมองและน้ำหล่อสมองไขสันหลัง (cerebrospinal fluid) คือเพื่อปกป้องระบบประสาทกลาง
กะโหลกศีรษะมนุษย์
ด้านในของกะโหลกศีรษะส่วนที่หุ้มสมองยังมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มรอบโครงสร้างของระบบประสาทกลาง เรียกว่า เยื่อหุ้มสมอง (meninges) ซึ่งมีอยู่ 3 ชั้นเรียงจากชั้นนอกสุดเข้าไปยังชั้นในสุดได้แก่ เยื่อดูรา (dura mater) , เยื่ออะแร็กนอยด์ (arachnoid mater) , และเยื่อเพีย (pia mater) เยื่อหุ้มสมองมีหน้าที่สำคัญในการปกป้องและหน้าที่ทางสรีรวิทยาอื่นๆ อีกมากมาย
เสือ
สมองคืออวัยวะส่วนที่สำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของสัตว์มีชีวิตทุกประเภท เพราะสมองคือศูนย์รวบรวมของระบบประสาทต่าง ๆ เช่นการสัมผัส การรับรู้ การเคลื่อนไหวหรือการสั่งการ ทุกอย่างจะต้องผ่านสมองแทบทั้งสิ้น ซึ่งสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ประกอบไปด้วยส่วนต่าง ๆ จำนวนมาก บริเวณสมองชั้นนอกหรือที่เรียกว่า คอร์เทกซ์ " (Cortex) " จะทำหน้าที่ประมวลข้อมูลต่าง ๆ จากระบบประสาทโดยทำการแบ่งแยกพื้นที่สำหรับแต่ละระบบออกเป็นส่วน ๆ เช่นพื้นที่บริเวณสมองชั้นนอกจะทำหน้าที่จัดการกับระบบประสาทการเคลื่อนไหว
คอร์เทกซ์ใหม่
คอร์เทกซ์ใหม่ ( แปลว่า เปลือกใหม่) มีชื่อเรียกอื่นอีกว่า neopallium และ isocortex เป็นส่วนหนึ่งของสมองในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เป็นส่วนนอกของซีรีบรัล เฮ็มมิสสเฟียร์ (cerebral hemispheres) มีชั้น 6 ชั้นมีชื่อว่าชั้น 1 ถึงชั้น 6 โดยชั้นที่ 6 อยู่ด้านในสุดแล้วชั้น 1 อยู่ด้านนอกสุด เป็นส่วนหนึ่งของเปลือกสมอง (cerebral cortex) ซึ่งประกอบด้วยคอร์เทกซ์อื่นคือ archicortex และ paleocortex โดยทั้งสองเป็นส่วนหนึ่งของระบบลิมบิค (limbic system) ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมด คอร์เท็กซ์ใหม่มีบทบาทในกิจหน้าที่ระดับสูงเช่นการรับรู้ความรู้สึกต่างๆ การสั่งการเคลื่อนไหว (motor commands) การจินตนาการวัตถุในปริภูมิ (spatial visualization) ความคิด และภาษา
กลีบท้ายทอย
ส่วนต่างๆ ของสมองกลีบท้ายทอย ทางด้านในของแต่ละซีกสมอง ถูกแยกออกจากกันโดยร่องแคลคะรีน (calcarine sulcus) ซึ่งมีรูปเป็นตัวอักษร Y. เหนือร่องแคลคะรีนนั้น เป็นส่วนที่เรียกว่า cuneus และส่วนใต้ร่องแคลคะรีน เป็นส่วนที่เรียกว่ารอยนูนรูปลิ้น (lingual gyrus) (ดูรูปที่ 2 จากด้านบนบทความ)
การเจริญของประสาทในมนุษย์
ไดเอนเซฟาลอน เมเซนเซฟาลอนและรอมเบนเซฟาลอนประกอบเป็นก้านสมองของเอ็มบริโอ ก้านสมองยังงอต่อไปที่เมเซนเซฟาลอน รอมเบนเซฟาลอนพับไปข้างหลัง ซึ่งทำให้แผ่นปีกของมันผายออกและเกิดเป็นโพรงสมองที่สี่ ฝ่ายพอนส์ (pons) และสมองน้อยเกิดในส่วนบนของรอมเบนเซฟาลอน ขณะที่ก้านสมองส่วนท้ายเกิดในส่วนล่าง
สมองน้อย
ระหว่างช่วงต้นของการเจริญของเอ็มบริโอ สมองจะเริ่มแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหรือปล้อง ได้แก่ สมองส่วนหน้า (prosencephalon) , สมองส่วนกลาง (mesencephalon) , และสมองส่วนท้าย (rhombencephalon) สมองส่วนท้ายจะเป็นปล้องที่อยู่ท้ายที่สุดซึ่งจะเจริญไปเป็นซีรีเบลลัม ส่วนนี้จะเจริญโดยพัฒนาเป็นกระเปาะ 8 อัน เรียกว่า รอมโบเมียร์ (rhombomere) ซีรีเบลลัมจะเจริญมาจากรอมโบเมียร์ 2 อันที่อยู่ตรงแผ่นเอลาร์ (alar plate) ของนิวรัล ทูบ (neural tube) ซึ่งเป็นท่อที่จะเจริญไปเป็นสมองและไขสันหลัง
สมองใหญ่
เทเลนเซฟาลอนทำหน้าที่เกี่ยวกับการสั่งการในร่างกายมนุษย์ หน้าที่ดังกล่าวเริ่มต้นภายในไพรมารี มอเตอร์ คอร์เท็กซ์ (primary motor cortex) และบริเวณอื่นๆ ในบริเวณสั่งการของกลีบสมองด้านหน้า เมื่อสมองส่วนนี้เสียไป สมองจะไม่สามารถส่งสัญญาณผ่านเส้นประสาทไปยังเส้นประสาทสั่งการของกล้ามเนื้อ และทำให้เกิดโรคที่เรียกว่า "Motor Neurone Disease" การเสื่อมของสมองประเภทนี้ทำให้เกิดกล้ามเนื้ออ่อนแรง และขาดความแม่นยำ มากกว่าทำให้เกิดอัมพาตทั้งตัว
เปลือกสมองส่วนการเห็น
เปลือกสมองส่วนการเห็นปฐมภูมิ (, ชื่อย่อ V1) เป็นเขตสายตาที่มีการวิจัยมากที่สุดในสมอง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทั้งหมดที่ได้รับการวิจัย V1 อยู่ทางด้านหลังของคอร์เทกซ์ท้ายทอย (occipital cortex) ซึ่งมีหน้าที่ประมวลข้อมูลทางสายตา V1 เป็นเขตเปลือกสมองส่วนการเห็นที่เรียบง่ายที่สุด และเป็นเขตขั้นแรกสุด มีกิจเฉพาะในการประมวลข้อมูลของทั้งตัวกระตุ้นที่นิ่ง และทั้งตัวกระตุ้นที่เคลื่อนไหว และมีสมรรถภาพในการรู้จำแบบ (pattern recognition)
กลีบข้าง
สมองกลีบข้างล้อมรอบด้วยโครงสร้างทางกายวิภาค 4 ส่วน ได้แก่ ร่องกลาง (central sulcus) ที่แบ่งสมองกลีบข้างจากสมองกลีบหน้า, parieto-occipital sulcus (ร่องระหว่างสมองกลีบข้างและสมองกลีบท้ายทอย) ที่แบ่งสมองกลีบข้างจากสมองกลีบท้ายทอย, ร่องด้านข้าง (lateral sulcus) หรือร่องซิลเวียน (sylvian fissure) ซึ่งอยู่ด้านข้างมากที่สุด และแบ่งสมองกลีบข้างจากสมองกลีบขมับ, และ medial longitudinal fissure (ช่องตามยาวแนวกลาง) ที่แบ่งสมองซีกซ้ายจากสมองซีกขวา. ในแต่ละซีกสมอง คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายมีแผนที่ของเขตผิวหนังในด้านตรงกันข้ามของร่างกาย (เช่นคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายในสมองซีกขวามีแผนที่ของเขตผิวหนังในร่างกายด้านซ้าย)
เปลือกสมองส่วนรู้รส
แอกซอนส่วนกลางของเซลล์รับความรู้สึกหลักซึ่งอยู่ในปมประสาท (ganglia) ของเส้นประสาทสมองเหล่านี้ จะวิ่งไปสุดที่ด้านหน้า (rostral) ทางข้าง ๆ (lateral) ของนิวเคลียสประสาทคือ solitary tract (NST) ในก้านสมองส่วนท้าย (medulla) ซึ่งเรียกได้อีกอย่างว่า gustatory nucleus of the solitary tract complex
ซึ่งก็จะส่งแอกซอนไปสุดที่ ventral posterior complex ของทาลามัส คือไปสุดที่ครึ่งส่วนใน (medial) ของ ventral posterior medial nucleus
นิวเคลียสนี้ก็จะส่งแอกซอนไปยังส่วนต่าง ๆ ในคอร์เทกซ์ใหม่รวมทั้งคอร์เทกซ์ส่วนรู้รส คือ frontal operculum และ insula ซึ่งจะเริ่มทำงานเมื่อสัตว์นั้นบริโภคอาหารเครื่องดื่มและกำลังรู้รสชาติ
การจำลองสมองทั้งหมด
สมองของมนุษย์ประกอบไปด้วยเซลล์ประสาท 86,000 ล้านเซลล์ แต่ละเซลล์เชื่อมต่อกับเซลล์อื่นด้วยแอกซอนและเดนไดรต์ สัญญาณที่จุดเชื่อมต่อที่เรียกว่าไซแนปส์นี้จะถูกส่งไปยังอีกเซลล์ด้วยการปล่อยและจับสารเคมีที่เรียกว่าสารสื่อประสาท นักวิทยาศาสตร์ด้านประสาทวิทยาส่วนใหญ่เชื่อกันว่า จิตใจของมนุษย์อุบัติขึ้นด้วยการประมวลผลของเครือข่ายประสาทเหล่านี้
ซีกสมอง
สมองทั้งสองซีกทำการประมวลข้อมูลเกี่ยวกับการรับรู้ แต่ว่ามีการจำกัดกิจโดยด้าน คือ สมองแต่ละซีกรับข้อมูลความรู้สึกมาจากด้านตรงข้ามของร่างกาย (มีการจำกัดกิจโดยด้านเกี่ยวกับข้อมูลทางตาที่แตกต่างจากประสาททางอื่นๆ แต่ก็ยังมีการจำกัดกิจโดยด้าน)
โดยนัยเดียวกัน สัญญาณควบคุมการเคลื่อนไหวที่สมองส่งไปยังร่างกายก็มาจากซีกสมองด้านตรงข้ามเช่นกัน ดังนั้น ความถนัดซ้ายขวา (คือมือข้างที่ถนัด) จึงมีความเกี่ยวข้องกับการจำกัดกิจโดยด้านเช่นกัน
สมองส่วนกลาง
ในทางกายวิภาคศาสตร์ สมองส่วนกลาง หรือ มีเซนเซฟาลอน () เป็นโครงสร้างหนึ่งของสมอง ประกอบด้วยเทคตัม (tectum) (หรือคอร์พอรา ควอไดรเจมินา (corpora quadrigemina)), เทกเมนตัม (tegmentum), เวนทริคิวลาร์ มีโซซีเลีย (ventricular mesocoelia), และซีรีบรัล พีดังเคิล (cerebral peduncle) นอกจากนี้ก็มีนิวเคลียสและมัดใยประสาทจำนวนมากมาย ด้านบนของสมองส่วนกลางเชื่อมกับไดเอนเซฟาลอน (diencephalon) ซึ่งประกอบด้วยทาลามัส ไฮโปทาลามัส ฯลฯ ส่วนด้านท้ายของสมองส่วนกลางเชื่อมกับพอนส์ (pons)
สมองมนุษย์
สมองมนุษย์มีโครงสร้างทั่วไปเหมือนสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น แต่มีเปลือกสมองพัฒนามากกว่าสัตว์ชนิดอื่น สัตว์ใหญ่อย่างวาฬและช้างมีสมองใหญ่กว่าในเชิงสัมบูรณ์ แต่เมื่อเทียบกับขนาดกายแล้ว สมองมนุษย์ใหญ่เป็นเกือบสองเท่าของสมองโลมาปากขวดและใหญ่เป็นสามเท่าของสมองชิมแปนซี การขยายส่วนมากมาจากเปลือกสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกลีบหน้า ซึ่งสัมพันธ์กับการทำหน้าที่บริหาร เช่น การควบคุมตน การวางแผน การให้เหตุผลและความคิดนามธรรม ส่วนของเปลือกสมองที่ทำหน้าที่มองเห็น คือ เปลือกสมองส่วนการเห็น ยังใหญ่มากในมนุษย์ด้วย
รอยนูนหน้าส่วนบน
รอยนูนหน้าส่วนบน หรือ รอยนูนสมองกลีบหน้าส่วนบน (, , ตัวย่อ SFG) เป็นส่วน 1 ใน 3 ของสมองกลีบหน้าของมนุษย์ อยู่ติดกับ ร่องสมองกลีบหน้าส่วนบน (superior frontal sulcus) ทางด้านข้าง และโดยเหมือนกับ รอยนูนหน้าส่วนล่างและรอยนูนหน้าส่วนกลาง รอยนูนหน้าส่วนบนจริงๆ แล้วเป็นเขตสมองโดยประสาทกายวิภาค ไม่ใช่เป็นรอยนูนจริง ๆ
ก้านสมอง
ก้านสมอง (Brainstem) เป็นส่วนที่อยู่ด้านหลังและล่างของสมอง เชื่อมระหว่าง สมองใหญ่ กับ ไขสันหลัง ประกอบด้วย เมดดูล่าออปลองกาต้า  พอนส์ และมิดเบรน ซึ่งเป็นที่อยู่ของเซลล์นิวเคลียสของเส้นประสาทสมอง
กล้ามเนื้อออกซิปิโตฟรอนทาลิส
กล้ามเนื้อออกซิปิโตฟรอนทาลิส (Occipitofrontalis) เป็นกล้ามเนื้อบนศีรษะของมนุษย์ แบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่
สมองส่วนกลาง
ท่อน้ำสมองวิ่งผ่านตลอดความยาวของสมองส่วนกลาง เชื่อมระหว่างโพรงสมองที่สามและโพรงสมองที่สี่
Split-brain
งานศึกษาวิจัยในเรื่องภาวะสมองแยกเริ่มขึ้นในปลายคริสต์ทศวรรษ 1950
ผู้บุกเบิกทางในงานนี้ก็คือ Michael Gazzaniga และโรเจอร์ สเปอร์รี
ผู้ทำงานร่วมกันที่แคลเทคเพื่อตรวจสอบหน้าที่ต่าง ๆ ของสมองที่ทำงานเป็นอิสระจากซีกสมองอีกข้างหนึ่งในคนไข้ภาวะสมองแยก
ผลงานวิจัยแสดงรูปแบบทั่ว ๆ ไปในคนไข้
ว่าการตัด corpus callosum ออกโดยสิ้นเชิงมีผลเป็นการตัดการส่งข้อมูลระหว่างซีกสมองเกี่ยวกับการรับรู้ การรับความรู้สึก (จากประสาทสัมผัสต่าง ๆ) การสั่งการ (ที่ควบคุมกล้ามเนื้อ) และข้อมูลอื่น ๆ โดยแสดงออกเป็นอาการที่น่าแปลกใจ
จึงทำให้ผู้วิจัย สามารถเข้าใจถึงทั้งความแตกต่างในการทำงานของซีกสมองทั้งสองข้าง
และทั้งกลไกที่ซีกสมองทั้งสองสื่อสารถึงกันและกันได้
เปลือกสมอง
เปลือกสมองหรือ ส่วนนอกของสมองใหญ่ หรือ คอร์เทกซ์สมองใหญ่ หรือ เซรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือบางครั้งเรียกสั้น ๆ เพียงแค่ว่า คอร์เทกซ์ (แต่คำว่า คอร์เทกซ์ สามารถหมายถึงส่วนย่อยส่วนหนึ่ง ๆ ในเปลือกสมองด้วย) (, cortex, ) เป็นชั้นเนื้อเยื่อเซลล์ประสาทชั้นนอกสุดของซีรีบรัม (หรือเรียกว่าเทเลนฟาลอน) ที่เป็นส่วนของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังบางพวก เป็นส่วนที่ปกคลุมทั้งซีรีบรัมทั้งซีรีเบลลัม มีอยู่ทั้งซีกซ้ายซีกขวาของสมอง เปลือกสมองมีบทบาทสำคัญในระบบความจำ ความใส่ใจ ความตระหนัก (awareness) ความคิด ภาษา และการรับรู้ (consciousness) เปลือกสมองมี 6 ชั้น แต่ละชั้นประกอบด้วยเซลล์ประสาทต่าง ๆ กัน และการเชื่อมต่อกับสมองส่วนอื่น ๆ ที่ไม่เหมือนกัน เปลือกสมองของมนุษย์มีความหนา 2-4 มิลลิเมตร
Bálint's syndrome
มีหลักฐานหลายอย่างที่แสดงว่า คอร์เทกซ์ของมนุษยแบ่งการประมวลสัญญาณการเห็นออกเป็นสองสาย
คือ วิถีประสาทสมองกลีบท้ายทอย-สมองกลีบข้าง-สมองกลีบหน้าประมวลข้อมูลที่แสดงว่า วัตถุหนึ่ง ๆ อยู่ที่ไหน (where pathway)
ในขณะที่วิถีประสาทสมองกลีบท้ายทอย-สมองกลีบขมับ-สมองกลีบหน้าประมวลข้อมูลที่แสดงว่า วัตถุหนึ่ง ๆ นั้นคืออะไร (what pathway) (ดูข้อมูลเพิ่มเติมที่สมมุติฐานทางสัญญาณสองทาง)
Anterior cingulate cortex
ภาษาอังกฤษว่า anterior cingulate cortex (ตัวย่อ ACC) หมายถึงส่วนหน้าของเปลือกสมองส่วน cingulate cortex ซึ่งมีรูปคล้ายกับ "คอเสื้อ" ที่ล้อมส่วนหน้าของใยประสาทเชื่อมซีกสมองที่เรียกว่า corpus callosum 
ประกอบด้วยบริเวณบรอดมันน์ 24, 32, และ 33
ทำหน้าที่ต่าง ๆ มากมายเป็นส่วนของระบบประสาทอิสระ (autonomic nervous system) รวมทั้งควบคุมความดันเลือดและอัตราหัวใจเต้น เป็นต้น
และยังทำหน้าที่ทางประชานเกี่ยวกับเหตุผลต่าง ๆ เช่น reward anticipation (ผ่านกระบวนการ classical conditioning) การตัดสินใจ การเห็นใจผู้อื่น การควบคุมความอยาก (impulse control) 
และการควบคุมอารมณ์ความรู้สึก
ต่อมใต้สมอง
ต่อมใต้สมอง (Pituitary Gland) เป็นต่อมที่อยู่ติดกับส่วนล่างของสมองส่วนไฮโปทาลามัส แบ่งได้ 3 ส่วนคือ ต่อมใต้สมองส่วนหน้า ส่วนกลาง และส่วนหลัง
จอตา
โครงสร้างเหล่านี้สามารถย่อลงเป็น 4 ส่วนโดยหน้าที่ คือ
การรับแสง, การส่งสัญญาณไปยัง bipolar cell, การส่งสัญญาณไปยัง RGC ซึ่งก็มีแบบที่ไวแสงด้วย (คือ photosensitive ganglion cell), และการส่งสัญญาณไปยังสมองผ่านเส้นประสาทตา
ในช่วงที่มีการต่อกันผ่านไซแนปส์ ก็จะมี horizontal cellและ amacrine cellที่มีการเชื่อมต่อแบบ lateral (คือเชื่อมต่อกันเองภายในชั้น) อยู่ด้วย
มนุษย์โบราณ
ซากสองอย่างหลังนี้ ชัดเจนว่ามีกายวิภาคปัจจุบัน แต่ซากแรกจาก Jebel Irhoud ยังไม่ชัดเจน เช่นมีนักวิชาการที่คัดค้านว่า กะโหลกศีรษะโดยเฉพาะคือหน้าผาก ไม่เหมือนของมนุษย์ปัจจุบันพอ
การเกิดขึ้นของมนุษย์โบราณสปีชีส์ต่าง ๆ บางครั้งใช้เป็นหลักฐานของทฤษฎี "ดุลยภาพเป็นพัก ๆ" (punctuated equilibrium)
ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสิ่งมีชีวิตสปีชีส์หนึ่งเกิดวิวัฒนาการทางชีวภาพอย่างสำคัญภายในระยะเวลาสั้น ๆ 
แต่หลังจากนั้น สปีชีส์นั้นก็จะเปลี่ยนแปลงน้อยเป็นระยะเวลานานจนกระทั่งถึง "พัก" ต่อไป
ขนาดสมองของมนุษย์โบราณขยายขึ้นอย่างสำคัญเป็น 1,300 ซม จาก 900 ซม ของ "H. erectus"
โดยจากขนาดใหญ่สุดที่มนุษย์โบราณมี สมองมนุษย์หลังจากนั้นความจริงได้ลดขนาดลง
ประสาทกายวิภาคศาสตร์
ระบบประสาทของมนุษย์แบ่งออกได้เป็นระบบประสาทกลาง หรือ ซีเอ็นเอส (central nervous system) และระบบประสาทนอกส่วนกลาง หรือ พีเอ็นเอส (peripheral nervous system) ระบบประสาทกลางประกอบด้วยสมอง (brain) และไขสันหลัง (spinal cord) ซึ่งมีหน้าที่หลักในการควบคุมพฤติกรรม ส่วนระบบประสาทนอกส่วนกลางประกอบด้วยเซลล์ประสาททั้งหมดที่อยู่นอกระบบประสาทกลาง ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นระบบประสาทกาย (somatic nervous system) และระบบประสาทอิสระ หรือ เอเอ็นเอส (autonomic nervous system) 
ระบบประสาทกายประกอบด้วยเซลล์ประสาทนำเข้า (afferent neuron) ที่ส่งข้อมูลการรับความรู้สึกจากอวัยวะรับความรู้สึกมายังสมองและไขสันหลัง และเซลล์ประสาทนำออกที่ขนส่งข้อมูลสั่งการออกไปยังกล้ามเนื้อหรืออวัยวะที่ตอบสนองอื่นๆ ระบบประสาทอิสระแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วน คือ ระบบประสาทซิมพาเทติก (sympathetic nervous system) ซึ่งเป็นชุดของเส้นประสาทที่กระตุ้นการตอบสนองแบบ "สู้หรือหนี" ("fight-or-flight" response) ส่วนระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (parasympathetic nervous system) ตรงกันข้ามกันคือเตรียมความพร้อมร่างกายให้พักผ่อนและเก็บพลังงานเอาไว้
ไขสันหลัง
โครงสร้างของระบบรับความรู้สึกของร่างกายแบ่งออกเป็นทั้งสองเส้นทางต้องใช้เซลล์ประสาท 3 ตัวในการรับข้อมูลจากตัวรับความรู้สึก (sensory receptors) และส่งสัญญาณไปสู่สมองในส่วนซีรีบรัล คอร์เท็กซ์ (cerebral cortex) เซลล์ประสาทเหล่านี้เราให้ชื่อมันตามลำดับการนำกระแสประสาท คือเซลล์ประสาทรับความรู้สึกปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิ (primary, secondary and tertiary sensory neurons) ตามลำดับ ตัวเซลล์ประสาทหรือ soma หรือ cell body ของเซลล์ประสาทปฐมภูมินั้น เราจะพบได้ในปมประสาทที่รากด้านหลังของไขสันหลัง (dorsal root ganglia) และส่งแขนงประสาทที่เรียกว่า แอกซอน (axons) เข้าไปสู่ไขสันหลัง
สมองส่วนหน้า
ในระยะที่สมองเจริญออกเป็น 5 กระเปาะ สมองส่วนหน้าจะแบ่งออกเป็นสมองส่วนไดเอนเซฟาลอน (ได้แก่ พรีทาลามัส, ทาลามัส, ไฮโปทาลามัส, ซับทาลามัส, อิพิทาลามัส และพรีเทคทัม) และ เทเลนเซฟาลอน (ซีรีบรัม)
การรับรู้รส
นอกจากการรู้รสแต่ละอย่างจะมีเซลล์รับรสโดยเฉพาะ ๆ ที่ตุ่มรับรสแล้ว ส่วนสมองที่ทำงานเป็นตัวแทนการรู้รสแต่ละอย่าง ๆ ก็ดูจะแยกเป็นส่วน ๆ ด้วย ดังที่พบใน insular cortex 
คือในมนุษย์ปกติ เมื่อรู้รสหนึ่ง ๆ คอร์เทกซ์ส่วนรู้รสบริเวณโดยเฉพาะ ๆ จะทำงาน เป็นการเข้ารหัสข้อมูลรสทางประสาทที่เรียกได้ว่า labeled line code
สมองส่วนกลาง
ซีรีบรัล พีดังเคิล () หรือฐานซีรีบรัม มีลักษณะเป็นคู่อยู่ที่ด้านหลังของท่อน้ำสมอง ทำหน้าที่เป็นเส้นทางผ่านของลำเส้นใยประสาทคอร์ติโคสไปนัล (corticospinal tract) ซึ่งมาจากอินเทอร์นัล แคปซูล (internal capsule) ไปยังไขสันหลังเพื่อสั่งการการเคลื่อนไหวของร่างกาย ตรงกลางของซีรีบรัล พีดังเคิลมีซับสแตนเชีย ไนกรา (substantia nigra; แปลว่า "เนื้อสีดำ") ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของร่างกาย ส่วนนี้เป็นเพียงส่วนเดียวของสมองที่มีเม็ดสีเมลานิน
ปัญญาประดิษฐ์ทั่วไป
สำหรับการจำลองสมองระดับล่างนั้น จะต้องมีคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลัง สมองของมนุษย์มีไซแนปส์จำนวนมหาศาล เซลล์ประสาท 1 แสนล้านตัวนั้นแต่ละตัวมีไซแนปส์เชื่อมต่อกับเซลล์อื่นประมาณ 7,000 ไซแนปส์ นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์กันว่าสมองของมนุษย์ประกอบไปด้วยไซแนปส์ถึง 1 พันล้านล้านไซแนปส์ แต่อาจลดลงไปเมื่ออายุมากขึ้น แต่โดยเฉลี่ยแล้ว สมองจะมีอยู่ราว 100 ถึง 500 ล้านล้านไซแนปส์ หากลองประเมินการคำนวณของสมองแล้ว สมองจะมีการอัปเดตข้อมูลประมาณ 100 ล้านล้านไซแนปส์ใน 1 วินาที เรย์ คูร์ซเวล ประมาณไว้ว่าฮาร์ดแวร์จะต้องทำการคำนวณราว 10 ครั้งต่อวินาทีจึงจะสามารถคำนวณได้เทียบเท่ากับสมองมนุษย์ คูร์ซเวลเปรียบเทียบให้เห็นภาพง่ายๆจนสามารถประมาณได้ว่าน่าจะมีฮาร์ดแวร์ที่ทรงพลังพอที่จะทำการคำนวณปริมาณมหาศาลเช่นนั้นได้ในช่วงประมาณปี 2015 ถึง 2025 หากว่าคอมพิวเตอร์เติบโตแบบชี้กำลังอย่างที่เป็นอยู่ทุกวันนี้
กลีบท้ายทอย
สมองกลีบท้ายทอยแบ่งออกเป็นเขตการเห็น (visual areas) หลายเขต ในแต่ละเขตมีแผนที่สมบูรณ์ของโลกทางการเห็น ถึงแม้ว่า จะไม่มีตัวบ่งชี้ทางกายวิภาคที่แยกแยะเขตเหล่านี้ (ยกเว้นลายเส้นที่เด่นในคอร์เทกซ์ลาย) นักสรีระวิทยาก็ได้ใช้อิเล็กโทรด เพื่อสำรวจการทำงานของเซลล์ประสาทในเขต แล้วแบ่งคอร์เทกซ์ออกเป็นเขตต่างๆ กันโดยกิจ
โพรงกะโหลก
โพรงกะโหลกเกิดจากกระดูกหุ้มสมอง 8 ชิ้น ได้แก่ กระดูกหน้าผาก (frontal) , กระดูกท้ายทอย (occipital) , กระดูกสฟีนอยด์ (sphenoid) , กระดูกเอทมอยด์ (ethmoid) , กระดูกข้างขม่อม (parietal) 2 ชิ้นและกระดูกขมับ (temporal) 2 ชิ้น (temporal)
เปลือกสมอง
การย้อมสีโดยหน้าตัด (คือโดยภาคตัดขวาง) ของคอร์เทกซ์เปิดเผยตำแหน่งของตัวเซลล์ประสาท และแถบแอกซอนที่เชื่อมส่วนต่าง ๆ ในคอร์เทกซ์ เปิดโอกาสให้นักประสาทกายวิภาค ในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 ทำการพรรณนาอย่างละเอียดถึงโครงสร้างเป็นชั้น ๆ ของคอร์เทกซ์ในสปีชีส์ต่าง ๆ หลังจากงานวิจัยของคอร์บิเนียน บร็อดแมนน์ ในปี ค.ศ. 1909 เซลล์ประสาทในเปลือกสมองก็มีการแบ่งออกเป็น 6 ชั้นหลัก ๆ เริ่มจากส่วนนอกที่เป็นเนื้อเทา ไปสุดยังส่วนในที่เป็นเนื้อขาว ซึ่งได้แก่ให้รู้ว่า ชั้นในคอร์เทกซ์นั้น ไม่ใช่เป็นเพียงแต่ชั้นที่ทำงานเป็นอิสระจากกันที่อยู่ซ้อน ๆ กันขึ้นไปเพียงเท่านั้น แต่ว่า มีการเชื่อมต่อระหว่างชั้นและระหว่างประเภทของนิวรอนที่เฉพาะเจาะจง และเป็นไปตลอดความหนาของคอร์เทกซ์ วงจรประสาทเล็ก ๆ เหล่านี้ แบ่งกลุ่มออกเป็นคอลัมน์ในคอร์เทกซ์ (cortical columns)และมินิคอลัมน์ในคอร์เทกซ์ มินิคอลัมน์ในคอร์เทกซ์ได้รับการเสนอว่าเป็นหน่วยพื้นฐานโดยกิจ (คือเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดที่มีกิจเดียวกัน) ของคอร์เทกซ์
ไขสันหลัง
ในมนุษย์จะมีเส้นประสาทไขสันหลัง 31 คู่ และท่อนส่วนไขสันหลัง 31 ท่อน (ทั้งนี้หนังสือบางเล่มอาจกล่าวว่ามี 26 ท่อน เพราะนับระดับกระเบนเหน็บเป็น 1 ท่อน) โดยแบ่งเป็น
Ċ* efclfeofflxzcoas(coccygeal segment) ให้เส้นประสาทไขสันหลังส่วนก้นกบ 1 คู่ (ออกผ่านช่องกระดูกก้นกบ (sacral hiatus))
กลีบขมับ
โครงสร้างต่าง ๆ ของสมองกลีบขมับส่วนในที่ขาดไม่ได้สำหรับความจำระยะยาว รวมทั้งอะมิกดะลา ก้านสมอง และฮิปโปแคมปัส พร้อมกับเขตสมองรอบ ๆ คือ perirhinal cortex, Parahippocampal gyrus, และ Entorhinal cortex
เปลือกสมอง
ผิวของเปลือกสมองดำรงอยู่เป็นส่วนพับในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่มีขนาดใหญ่ จนกระทั่งว่า ผิวเปลือกสมองของมนุษย์มากกว่าสองในสามส่วน อยู่ใต้ช่องที่เรียกว่า "ร่อง" (sulci) ส่วนใหม่ที่สุดของเปลือกสมองตามวิวัฒนาการชาติพันธุ์ ก็คือ คอร์เทกซ์ใหม่ (neocortex) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ไอโซคอร์เทกซ์ ซึ่งมีชั้น 6 ชั้น ส่วนที่เก่าแก่ที่สุดก็คือฮิปโปแคมปัส หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า อาร์คิคอร์เทกซ์ ซึ่งมีชั้น 3 ชั้นเป็นอย่างมาก และแบ่งเขตออกเป็นฟิลด์ย่อยของฮิปโปแคมปัส (Hippocampal subfields)
การสร้างภาพประสาท
นักวิทยาศาสตร์บางท่านได้วิพากษ์วิจารณ์ข้ออ้างที่อาศัยภาพสมองที่ลงพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์และสื่อมวลชน เช่น อ้างว่าได้ค้นพบ "ส่วนสมองที่เป็นตัวการ" ของเรื่องต่าง ๆ เช่น ความรัก หรือความสามารถทางดนตรี หรือความจำเฉพาะอะไรบางอย่าง
เพราะว่า เทคนิคการสร้างแผนที่หลายอย่างมีความคมชัดค่อนข้างต่ำ voxel (ปริมาตรที่เล็กที่สุดที่รวมตัวกันเป็นภาพสามมิติ ย่อมาจาก volume pixel) เดียวสามารถมีเซลล์ประสาทอยู่เป็นพัน ๆ
หน้าที่หลายอย่างยังต้องอาศัยเขตต่าง ๆ หลายเขตในสมอง ซึ่งหมายความว่าข้ออ้างเช่นนี้ไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยอุปกรณ์ที่มี และโดยทั่วไปขึ้นอยู่กับข้อสมมุติผิด ๆ ว่า สมองทำหน้าที่แบ่งส่วนกันอย่างไร
อาจจะเป็นไปได้ว่า หน้าที่ของสมองจะสามารถบอกได้อย่างถูกต้องก็ต่อเมื่อวัดด้วยวิธีที่ละเอียดกว่านี้ ที่ตรวจสอบไม่ใช่บริเวณใหญ่ ๆ แต่ตรวจสอบวงจรประสาทวงจรเล็ก ๆ เป็นจำนวนมหาศาล
สมองส่วนกลาง
คอร์พอรา ควอไดรเจมินา () มีลักษณะเป็นตุ่มนูนสี่ก้อนที่ด้านหลังของท่อน้ำสมอง (cerebral aqueduct) ตุ่มนูนคู่ที่บนเรียกว่าซุพีเรียร์ คอลลิคูลัส (superior colliculus) ส่วนคู่ล่างเรียกว่าอินฟีเรียร์ คอลลิคูลัส (inferior colliculus) โครงสร้างนี้ช่วยในการไขว้ทแยงของเส้นใยประสาทตา โดยซุพีเรียร์ คอลลิคูลัสเกี่ยวข้องกับการกลอกตาไปหาวัตถุ ส่วนอินฟีเรียร์ คอลลิคูลัสทำหน้าที่ในการเชื่อมการมองเห็นกับสัญญาณเสียง กล่าวคือช่วยในการมองตามเสียงที่ได้ยิน บริเวณนี้มีเส้นประสาทสมองคู่ที่ 4 ชื่อว่าเส้นประสาททรอเคลียร์ (trochlear nerve) ออกจากพื้นผิวด้านหลังของสมองส่วนกลางใต้อินฟีเรียร์ คอลลิคูลัส
ประสาทสมอง
ประสาทสมอง () เป็นเส้นประสาทที่เกิดจากสมองและก้านสมองโดยตรง ตรงข้ามกับประสาทไขสันหลังซึ่งเกิดจากไขสันหลังหลายปล้อง ประสาทสมองเป็นทางเชื่อมของสารสนเทศระหว่างสมองและหลายบริเวณ ส่วนใหญ่คือศีรษะและคอ
เปลือกสมอง
นักเขียนโดยมากพรรณนาคอร์เทกซ์ว่ามี 3 ส่วนได้แก่ เขตรับรู้ความรู้สึก (sensory) เขตสั่งการ (motor) และเขตสัมพันธ์ (association)
บริเวณบรอดมันน์
จนกระทั่งถึงปัจจุบัน เขตบร็อดแมนน์ต่าง ๆ ที่กำหนดขอบเขตโดยระเบียบของเซลล์ประสาทเพียงอย่างเดียวเท่านั้น ปรากฏว่าทำกิจหน้าที่ต่าง ๆ มากมายของสมอง ยกตัวอย่างเช่น เขตบร็อดแมนน์ 1-2-3 ก็คือ คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายปฐมภูมิ (primary somatosensory cortex) เขต 4 ก็คือ คอร์เทกซ์สั่งการปฐมภูมิ (primary motor cortex) เขต 17 ก็คือ คอร์เทกซ์การเห็นปฐมภูมิ (primary visual cortex) และเขต 41-42 ก็เกือบจะเหมือนคอร์เทกซ์การได้ยินปฐมภูมิ (primary auditory cortex)
สมองมนุษย์
เนื่องจากมนุษย์เป็นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สมองมนุษย์จึงมีลักษณะพิเศษซึ่งพบร่วมในสมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทุกชนิด ที่สำคัญสุดคือ เปลือกสมองใหญ่หกชั้นและชุดโครงสร้างที่สัมพันธ์กัน เช่น ฮิปโปแคมปัสและอะมิกดาลา สัตว์มีกระดูกสันหลังทุกชนิดมีสมองส่วนหน้าซึ่งผิวด้านบนคลุมด้วยชั้นเนื้อเยื่อประสาท เรียก พัลเลียม (pallium) แต่ยกเว้นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พลัลเยมเป็นโครงสร้างเซลล์สามชั้นค่อนข้างเรียบง่าย ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม พัลเลียมมีโครงสร้างเซลล์หกชั้นที่ซับซ้อนกว่า และได้ชื่อใหม่ว่า เปลือกสมองใหญ่ ฮิปโปแคมปัสและอะมิกดาลายังกำเนิดจากพัลเลียมด้วย แต่ซับซ้อนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมากกว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังอื่นมาก
ภาวะเสียความเข้าใจความเจ็บปวด
โนซิเซ็ปเตอร์ทั่วร่างกายส่งข้อมูลไปยังคอร์เทกซ์ต่าง ๆ ในสมองรวมทั้ง insular cortex ที่อยู่ใน Lateral sulcus ซึ่งเป็นช่องที่แบ่งสมองกลีบขมับจากสมองกลีบข้างและกลีบหน้า เป็นเขตสมองที่ตอบสนองอย่างแข็งขันและโดยเฉพาะต่อสัญญาณโนซิเซ็ปเตอร์ที่มาจากระบบรับความรู้สึกทางกาย และได้รับแอกซอนโดยตรงจากทาลามัสโดยเฉพาะจาก medial nuclei และ ventroposterior medial nucleus
เซลล์ประสาทในสมองเขตนี้มีหน้าที่ประมวลข้อมูลภายในร่างกายแบบต่าง ๆ และมีบทบาทในการตอบสนองของระบบประสาทอิสระต่อความเจ็บปวด
เปลือกสมองส่วนการเห็น
V2 รับสัญญาณจาก V1 (โดยตรง และโดยอ้อมผ่านนิวเคลียส pulvinar) และส่งสัญญาณไปยัง V3, V4, และ V5 นอกจากนั้นแล้ว V2 ยังส่งสัญญาณป้อนกลับไปยัง V1 อีกด้วย ในสมองของลิง V2 รับสัญญาณที่มีกำลังจาก V1 และส่งสัญญาณที่มีกำลังไปยังเปลือกสมองส่วนการเห็นในระดับอื่น ๆ คือ V3, V4, และ V5
เปลือกสมอง
เปลือกสมองสามารถจำแนกประเภทออกเป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ โดยความแตกต่างกันในโครงสร้างของชั้น ได้แก่
สมองน้อย
ซีรีเบลลัมตั้งอยู่บริเวณด้านหลังเยื้องด้านล่างของศีรษะ (บริเวณสมองส่วนท้าย (rhombencephalon)) ด้านหลังของพอนส์ (pons) และด้านล่างกลีบท้ายทอย (occipital lobe) ของซีรีบรัม ซีรีเบลลัมประกอบด้วยเซลล์แกรนูล (granule cell) ขนาดเล็กๆ จำนวนมาก ส่วนนี้จึงมีเซลล์ประสาทมากกว่า 50% ของสมองทั้งหมด แต่มีปริมาตรเพียง 10% ของปริมาตรสมองรวม ซีรีเบลลัมรับใยประสาทนำเข้ามากถึงประมาณ 200 ล้านใย ในขณะที่เส้นประสาทตา (optic nerve) ประกอบด้วยใยประสาทเพียงหนึ่งล้านใย
สมองใหญ่
ออลแฟคทอรี บัลบ์เป็นส่วนที่อยู่ด้านล่างของสมองส่วนที่อยู่หน้าสุด ส่วนนี้ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดจะมีขนาดใหญ่มาก แต่ในมนุษย์สมองส่วนนี้มีขนาดเล็ก การเสื่อมของออลแฟคทอรีบัลบ์ทำให้สูญเสียการรับรู้กลิ่น
เปลือกสมอง
เขตสั่งการ (motor areas) อยู่ในคอร์เทกซ์ในซีกสมองทั้งสองข้าง มีรูปร่างคล้ายกับหูฟังเริ่มจากหูหนึ่งแผ่ไปยังอีกหูหนึ่ง เขตสั่งการมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการควบคุมการเคลื่อนไหวที่อยู่ใต้อำนาจจิตใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเคลื่อนไหวมือที่แบ่งเป็นช่วง ๆ อย่างละเอียด เขตสั่งการในสมองซีกขวาควบคุมกายด้านซ้าย และในทางกลับกัน เขตสั่งการในสมองซีกซ้ายควบคุมกายด้านขวา
สมองใหญ่
เทเลนเซฟาลอน (Telencephalon) เป็นส่วนของสมองส่วนหน้า เป็นโครงสร้างที่ใหญ่ของสมองซึ่งทำหน้าที่หลากหลาย อาจเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ซีรีบรัม (Cerebrum) หรือ สมองใหญ่ ในทางเทคนิค เทเลนเซฟาลอนหมายถึงซีรีบรัล เฮมิสเฟียร์ (cerebral hemispheres) และโครงสร้างเล็กๆ อื่นๆ ภายในสมอง สมองส่วนนี้เป็นส่วนที่อยู่หน้าสุดในการแบ่งส่วนของสมองในเอ็มบริโอ เจริญมาจากโปรเซนเซฟาลอน
ระบบรู้กลิ่น
olfactory tubercle เชื่อมกับเขตสมองต่าง ๆ มากมายรวมทั้งอะมิกดะลา ทาลามัส ไฮโปทาลามัส ฮิปโปแคมปัส ก้านสมอง จอตา เปลือกสมองส่วนการได้ยิน (auditory cortex) และระบบรับกลิ่น
โดยมีข้อมูลขาเข้า 27 แหล่ง และส่งข้อมูลไปยัง 20 เขตในสมอง
ถ้ากล่าวแบบง่าย ๆ ก็คือ ส่วนนี้มีหน้าที่
เปลือกสมองส่วนการเห็น
มีการเสนอว่าระบบต่าง ๆ ในทางสัญญาณด้านท้อง ตั้งแต่สายตาจนไปถึงฮิปโปแคมปัส ทั้งหมดสำคัญต่อความทรงจำทางตา ทฤษฎีนี้ ซึ่งต่างจากทฤษฎีที่มีการยอมรับมากกว่า พยากรณ์ว่า การเปลี่ยนแปลงความทรงจำที่เกี่ยวข้องกับการรู้จำอารมณ์ (object recognition memory - ตัวย่อว่า ORM) สามารถทำได้โดยการควบคุม V2 ซึ่งเป็นเขตที่มีการเชื่อมต่ออย่างสูงกับระบบในทางสัญญาณด้านท้อง ในงานวิจัยเร็ว ๆ นี้งานหนึ่ง พบว่า เซลล์ในชั้น 6 ของ V2 มีบทบาทสำคัญในการเก็บรักษาความจำของการรู้จำอารมณ์ (ORM) และในการเปลี่ยนความจำระยะสั้นไปเป็นความจำระยะยาว
คำว่า คอมเพล็กซ์สายตาที่สาม () หมายถึงเขตคอร์เทกซ์ที่อยู่ข้างหน้าต่อจาก V2 ทันที และรวมเขตที่เรียกว่า เขตสายตา V3 (visual area V3) ในมนุษย์ และเพราะยังเป็นที่ถกเถียงกันว่า เขตสายตา V3 นั้น จริง ๆ มีขอบเขตขนาดไหน การใช้คำว่า "คอมเพล็กซ์" จึงสมกับความที่ยังไม่มีมติเป็นอันเดียวกันในหมู่นักวิจัย โดยที่มีนักวิจัยบางพวกเสนอว่า คอร์เทกซ์ที่อยู่ข้างหน้าของ V2 อาจจะรวมหน่วยย่อยคอร์เทกซ์ที่มีหน้าที่ต่าง ๆ กัน 2-3 หน่วย ตัวอย่างเช่น เดวิด แวน เอสเส็น และคณะ (ค.ศ. 1986) เสนอว่า มีหน่วยที่เรียกว่า V3 ด้านหลัง (dorsal V3) ในด้านบนของซีกสมอง ซึ่งต่างจากหน่วยที่เรียกว่า V3 ด้านท้อง (ventral V3) หรือ เขตข้างหลังด้านท้อง (ventral posterior area - ตัวย่อ VP) ซึ่งอยู่ทางด้านล่างของสมอง ความแตกต่างกันของ V3 ด้านหลัง และ V3 ด้านท้อง ก็คือ
นอกจากนั้นแล้ว ยังมีงานวิจัยที่แสดงถึงหน่วยย่อยอื่น ๆ รวมทั้ง V3A และ V3B ในมนุษย์ หน่วยย่อยเหล่านี้อยู่ใกล้ V3 ด้านหลัง แต่ไม่อยู่ติดกับ V2
สมองมนุษย์
สมองที่ยังมีชีวิตอยู่อ่อนมาก มีเนื้อคล้ายเจลาตินอ่อนหรือเต้าหู้อ่อน แม้ถูกเรียกว่า เนื้อเทา แต่เปลือกสมองที่ยังมีชีวิตมีสีชมพู-เบจ (beige) และด้านในมีสีออกขาว
ไขสันหลัง
สมองส่วนกลาง (midbrain) มีนิวเคลียส (nuclei) ที่มีเซลล์ประสาทสั่งการ และมี 4 แทรคท์ ที่ส่งแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการส่วนบน (upper motor neuronal axons) ลงไปไซแนปส์กับเซลล์ประสาทสั่งการส่วนล่าง (lower motor neurons) แทรคท์เหล่านี้ ได้แก่ รูโบรสไปนัล แทรคท์ ([[rubrospinal tract]]) เวสติบูโลสไปนัล แทรคท์ ([[vestibulospinal tract]]) เทคโทสไปนัล แทรคท์ ([[tectospinal tract]]) และ เรติคูโลสไปนัล แทรคท์ ([[reticulospinal tract]]) ทั้งนี้ รูโบรสไปนัล แทรคท์ ([[rubrospinal tract]]) จะลงไปกับ แลทเทอรัล คอร์ติโคสไปนัล แทรคท์ (lateral corticospinal tract) และอีก 3 แทรคท์จะลงไปกับ แอนทีเรียร์ คอร์ติโคสไปนัล แทรคท์ (anterior corticospinal tract)
สมองส่วนกลาง
สมองส่วนกลางของมนุษย์มีต้นกำเนิดเดียวกับ archipallium ซึ่งเป็นวิวัฒนาการของสมองในสัตว์มีกระดูกสันหลังโบราณส่วนใหญ่ สารโดพามีนซึ่งสร้างในซับสแตนเชีย ไนกรามีบทบาทในการปรับตัวและการจูงใจในสิ่งมีชีวิตตั้งแต่มนุษย์ไปจนถึงสัตว์ชั้นต่ำอย่างเช่นแมลง
ระบบประสาท
สม ยว
 (brain) แบ่งออกเป็น 3 ส่วน
เปลือกสมอง
มีเขต 2 เขตในคอร์เทกซ์ที่เรียกว่าเขตสั่งการ ได้แก่
กลีบขมับ
สมองกลีบขมับ (; ) ในทางประสาทกายวิภาคศาสตร์ เป็นส่วนของเปลือกสมองในซีรีบรัม อยู่บริเวณด้านข้างของสมอง ใต้ร่องด้านข้าง (lateral fissure) หรือร่องซิลเวียน (Sylvian fissure) ในซีกสมองทั้งสองข้างของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม หากมองสมองของมนุษย์ให้เหมือนนวมนักมวย สมองกลีบขมับเป็นส่วนของนิ้วโป้ง
กะโหลกศีรษะ
ด้านในของกะโหลกศีรษะส่วนที่หุ้มสมองยังมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่หุ้มรอบโครงสร้างของระบบประสาทกลาง เรียกว่า เยื่อหุ้มสมอง (meninges) ซึ่งมีอยู่ 3 ชั้นเรียงจากชั้นนอกสุดเข้าไปยังชั้นในสุดได้แก่ เยื่อดูรา (dura mater), เยื่ออะแร็กนอยด์ (arachnoid mater), และเยื่อเพีย (pia mater) เยื่อหุ้มสมองมีหน้าที่สำคัญในการปกป้องและหน้าที่ทางสรีรวิทยาอื่นๆ อีกมากมาย
เปลือกสมอง
โดยทั่วไป ซีกสมองทั้งสองข้างรับข้อมูลมาจากด้านตรงข้ามของร่างกาย ยกตัวอย่างเช่น คอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายของสมองซีกขวา รับข้อมูลมาจากแขนขาข้างซ้าย และคอร์เทกซ์สายตาข้างขวารับข้อมูลมาจากลานสายตาด้านซ้าย การจัดระเบียบแผนที่ที่แสดงความรู้สึกในคอร์เทกซ์ เป็นไปตามอวัยวะที่รับรู้ความรู้สึกเช่นตาเป็นต้น เป็นแผนที่มีระเบียบที่เรียกว่า แผนที่โทโพกราฟิก (topographic map)
สมองส่วนกลาง
สมองส่วนกลางเป็นส่วนหนึ่งของก้านสมอง ภายในมีส่วนเรียกว่าซับสแตนเชีย ไนกรา (substantia nigra) ทำหน้าที่เกี่ยวกับการควบคุมระบบสั่งการของเบซัล แกงเกลีย (basal ganglia) ซึ่งริเริ่มและควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกาย
กลีบสมอง
กลีบสมอง () เป็นส่วนหนึ่งของสมอง ในการแบ่งกลีบของสมองในระยะดั้งเดิม เป็นการแบ่งตามลักษณะทางกายวิภาค ซึ่งแสดงถึงความเกี่ยวข้องกับหน้าที่ที่ต่างๆ กันของสมอง เทเลนเซฟาลอน ซึ่งเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของสมองมนุษย์แบ่งออกได้เป็นกลีบต่างๆ เช่นเดียวกันกับสมองส่วนซีรีเบลลัม แต่หากไม่ระบุให้เจาะจงลงไป การแบ่งกลีบของสมองมักหมายถึงการแบ่งกลีบเฉพาะของซีรีบรัม
Split-brain
งานวิจัยในมนุษย์และลิงที่ตายแล้ว แสดงว่า corpus callosum มีการจัดวางเป็นระเบียบตามหน้าที่
ดังนั้นจึงมีเขตต่าง ๆ ที่เป็นเขตเฉพาะประสาทสัมผัส 
นั่นก็คือ corpus callosum มีเขตต่าง ๆ โดยเฉพาะสำหรับข้อมูลต่าง ๆ โดยเฉพาะ
งานวิจัยแสดงว่า anterior midbody สื่อข้อมูลสั่งการ (motor)
ส่วน posterior midbody ส่งข้อมูลความรู้สึกทางกาย (somatosensory)
ส่วน isthmus ส่งข้อมูลเสียง
และ splenium ส่งข้อมูลเกี่ยวกับการเห็น
เนื้อเทา
เขตสมองที่เป็นเนื้อเทารวมทั้งเขตที่ควบคุมกล้ามเนื้อ เขตที่มีการรับรู้เช่นการเห็นและการได้ยิน เขตความจำ เขตที่ก่อให้เกิดอารมณ์คือความรู้สึก และเขตการพูด ในขณะที่ 20% ของออกซิเจนในร่างกายถูกส่งไปที่สมอง 95% ของส่วนออกซิเจนนั้นถูกส่งไปยังเนื้อเทา
เปลือกสมองส่วนการเห็น
เปลือกสมองส่วนการเห็น (, ) ในสมองเป็นส่วนหนึ่งของเปลือกสมอง ทำหน้าที่ประมวลข้อมูลสายตา อยู่ในสมองกลีบท้ายทอยด้านหลังของสมอง
เส้นประสาทเฟเชียล
เส้นประสาทเฟเชียลสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ส่วนใหญ่ๆ คือ ส่วนในกะโหลกศีรษะ (intracranial portion) ส่วนในกระดูกขมับ (intratemporal portion) และส่วนนอกกระดูกขมับ (extratemporal portion)
ใยประสาทสั่งการของเส้นประสาทเฟเชียลเริ่มตั้งแต่บริเวณซีรีบรัล คอร์เท็กซ์ จนถึงใยประสาทขมวดเป็นเส้นประสาทเฟเชียลและออกจากสมองที่มุมซีรีเบลโลพอนทีน (cerebellopontine angle) สามารถแบ่งออกได้อีกเป็น 3 ส่วน ได้แก่
ซีกสมอง
สมองทั้งสองซีกมีกำเนิดมาจากซีรีบรัม เกิดขึ้นภายใน 5 สัปดาห์หลังจากปฏิสนธิ เป็นการม้วนเข้า (invagination) ของผนังสมองในซีกทั้งสอง
สมองทั้งสองซีกเจริญขึ้นเป็นรูปกลมเหมือนตัวอักษร C และหลังจากนั้นก็ม้วนตัวกลับเข้าไปอีก ดึงเอาโครงสร้างภายในซีกสมอง (เช่นโพรงสมอง) เข้าไปด้วย
interventricular foramina เป็นช่องเชื่อมต่อกับโพรงสมองด้านข้าง
ส่วนข่ายหลอดเลือดสมอง (choroid plexus) เกิดขึ้นจากเซลล์ ependyma และ mesenchyme ของหลอดเลือด
สมองของอัลเบิร์ต ไอนสไตน์
ข้อจำกัดที่ไดมอนด์ต้องยอมรับคือ การศึกษาของเธอนั้นประกอบด้วยสมองของไอนสไตน์เพียงหนึ่งก้อน เปรียบเทียบกับสมองของคนปกติอีก 11 ก้อน ประเด็นอื่นๆชี้ว่าเซลล์เกลียนั้นทำการแยกตัวตลอดเวลาขณะที่คนมีอายุมากขึ้น สมองของไอนสไตน์นั้นอายุ 76 ปี ขณะที่สมองที่โดนเปรียบเทียบนั้นมีอายุเฉลี่ยเพียง 64 ปี เท่านั้น นอกจากนี้ ข้อมูลของตัวอย่างสมองที่ถูกนำมาเปรียบเทียบนั้นมีน้อยมาก และส่วนใหญ่ขาดข้อมูล เช่น คะแนนไอคิว โรคทางสมอง หรือปัจจัยอื่นๆ ไดมอนด์ยังยอมรับว่างานวิจัยซึ่งแย้งกับงานศึกษาของเธอได้ถูกละเลย สมองของเขาตอนนี้อยู่ที่  Mütter Museum ในเมืองฟิลาเดลเฟีย และ 2 จาก 140 ส่วนของสมองถูกยืมโดย British Museum.
Split-brain
corpus callosum เป็นโครงสร้างของสมองที่ร่อง longitudinal fissure (ที่แบ่งสมองออกเป็นสองซีก) 
ซึ่งมีหน้าที่ในการส่งข้อมูลการสื่อสารระหว่างสมองซีกซ้ายและซีกขวา
แต่ว่า ก็ยังมีหลักฐานด้วยว่า มีการส่งสัญญาณแบบยับยั้ง (inhibitory) ในระหว่างซีกสมองทั้งสอง
เทสโทสเตอโรน
สมองของชายไม่เหมือนหญิง (อาจเพราะมีระดับเทสโทสเตอโรนที่ต่างกัน) อย่างหนึ่งก็คือขนาด คือสมองของชายโดยเฉลี่ยจะใหญ่กว่า
ชายปรากฏว่ามีใยประสาทที่มีปลอกหุ้มยาวถึง 176,000 กม. เมื่ออายุ 20 ปี เทียบกับของหญิงที่ยาว 149,000 กม. (น้อยกว่าประมาณ 15%)
ภาวะสมองตาย
สำหรับผู้เห็นว่า เปลือกสมอง (cortex cerebri) เป็นเพียงส่วนเดียวในร่างกายที่มีหน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการรับรู้ต่าง ๆ ของมนุษย์ มักเห็นว่าการสิ้นสุดลงของกิจกรรมทางศักย์ดังกล่าวควรใช้เป็นที่ตัดสินว่าบุคคลตายแล้วเพียงประการเดียว อย่างไรก็ดี มีหลายกรณีที่เลือดไม่ไปหล่อเลี้ยงสมองเพราะความกดดันในกะโหลกศีรษะ อันเป็นผลให้สมองทั้งส่วนไม่ทำงาน และร่างกายขาดการรับรู้ในที่สุด ซึ่งหมายความว่าไม่ได้มีแค่เปลือกสมองเท่านั้นที่อาจส่งผลต่อการรับรู้ของร่างกาย
ประสาทวิทยาศาสตร์
การศึกษาทางชีววิทยาของสมองของมนุษย์มีเนื้อหาเกี่ยวโยงกันของสาขาวิชาต่าง ๆ ในหลายระดับ มีตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงระดับเซลล์ (นิวรอน) ซึ่งมีทั้งระดับการทำงานของกลุ่มของนิวรอนจำนวนน้อย เช่น ในคอลัมน์ของสมองส่วนคอร์เทกซ์ (cortical columns) ไปจนถึงระดับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสมองที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับระบบประสาทการมองเห็น และไปจนถึงระดับการทำงานของระบบขนาดใหญ่ เช่น การทำงานของสมองส่วนซีรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือ ซีรีเบลลัม และการทำงานของสมองทั้งหมด
ทาลามัส
ทาลามัสอยู่เป็นคู่ตั้งอยู่ใจกลางสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังรวมทั้งมนุษย์ด้วย ทาลามัสอยู่ระหว่างเปลือกสมองใหญ่ (Cerebral Cortex) กับสมองส่วนกลาง (Mid brain) ที่ตั้งอยู่ใจกลาง และเป็นศูนย์ศูนย์รวมประสาทสั่งการ มีหน้าที่ส่งผ่านกระแสประสาท ประสาทสัมผัสจำเพาะ(Special Sense)และส่งผ่านไปยัง(Cerebral Cortex)หรือเปลือกสมองใหญ่ เป็นไปตามภาวะปกติของความมีสติ (Conciousness) ในยามหลับและยามตื่น ทาลามัสจะห้อมล้อมรอบๆ เซอด เวนตริเคิล (Third Ventricle)
สมองใหญ่
เทเลนเซฟาลอนประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
ระบบโพรงสมอง
ระบบโพรงสมองคือกลุ่มของช่องว่างในสมอง ภายในมีน้ำหล่อสมองไขสันหลัง ช่องว่างเหล่านี้เชื่อมต่อกับท่อกลางของไขสันหลัง
ระบบโพรงสมองประกอบด้วยโพรงสมอง 4 อัน ได้แก่
โพรงสมองเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยช่องเปิดหลายตำแหน่ง อย่างไรก็ดีช่องเปิดที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้ เฉพาะสองอันแรกเท่านั้นที่ถูกนับเป็นส่วนหนึ่งของระบบโพรงสมอง
อวัยวะ
อวัยวะของสัตว์ทั่วๆ ไป รวมทั้งมนุษย์ ได้แก่ หัวใจ (heart), ปอด (lung), สมอง (brain), ตา (eye), คอ (neck), กระเพาะอาหาร (stomach), ม้าม (spleen), กระดูก (bones), ตับอ่อน (pancreas), ไต (kidney), ตับ (liver), ลำไส้ (intestine), ผิวหนัง (skin) (ซึ่งเป็นอวัยวะที่ใหญ่ที่สุดในมนุษย์), มดลูก (uterus), และกระเพาะปัสสาวะ (urinary bladder) อวัยวะของสัตว์ที่อยู่ภายในร่างกายเรียกว่า "อวัยวะภายใน (internal organ หรือ viscera) "
สมองใหญ่
ส่วนของซีรีบรัม คอร์เท็กซ์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเทเลนเซฟาลอน ทำหน้าที่ในการพูดและภาษา ส่วนที่สั่งการเกี่ยวกับภาษาได้แก่บริเวณโบรคา (Broca's area) ภายในสมองกลีบหน้าของสมอง การเข้าใจคำพูดเกี่ยวข้องกับบริเวณเวอร์นิเก (Wernicke's area) ซึ่งอยู่บริเวณรอยต่อของสมองสมองกลีบขมับและสมองกลีบข้าง บริเวณทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยลำเส้นใยประสาทขนาดใหญ่เรียกว่า อาร์คูเอท ฟาสซิคูลัส (arcuate fasciculus) การเสื่อมของบริเวณโบรคาจะทำให้เกิดภาวะเสียการสื่อความชนิด "expressive aphasia (non-fluent aphasia) " ในขณะที่การเสื่อมในบริเวณเวอร์นิเกส่งผลให้เกิดภาวะเสียการสื่อความชนิด "receptive aphasia (fluent aphasia) "
ทาลามัส
ทาลามัสอยู่บนสุดของก้านสมอง ใกล้กลับใจกลางของสมองอยู่ในตำแหน่งที่สามารถส่งกระแสประสาทออกไปสู้ส่วนต่างของสมองได้ในทุกทิศทางสมองส่วนกลาง (Diencephalon) ยังประกอบด้วย อิพทาลามัส (Epithalamus) และเรติลูเลทนิวเคลียส (Reticulate Nucleus)
สมองมนุษย์
แม้สมองมนุษย์ได้รับการป้องกันจากกระดูกที่หนาของกะโหลก แขวนในน้ำหล่อสมองไขสันหลัง และแยกจากกระแสเลือดด้วยเยื่อกั้นเลือด–สมอง กระนั้น ยังไวต่อความเสียหายและโรค ความเสียหายทางกายภาพแบบที่พบมากที่สุด คือ การบาดเจ็บที่ศีรษะแบบปิด (closed head injury) เช่น การทุบศีรษะ โรคหลอดเลือดสมอง หรือภาวะเป็นพิษจากสารเคมีหลายชนิดที่เป็นพิษต่อประสาท การติดเชื้อของสมอง แม้รุนแรง แต่พบน้อยเนื่องจากมีเยื่อกั้นชีวภาพป้องกันอยู่ สมองมนุษย์ยังไวต่อโรคการเสื่อม เช่น โรคพาร์กินสัน โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็งและโรคอัลไซเมอร์ มีภาวะจิตเวชจำนวนหนึ่ง เช่น โรคจิตเภทและภาวะซึมเศร้า คาดว่าสัมพันธ์กับการทำหน้าที่ผิดปรกติของสมอง แม้ธรรมชาติของวิกลภาพของสมองดังกล่าวยังไม่เข้าใจกันดีมาก
เฮ็นรี่ กัสตาฟ โมไลสัน
น.พ. สโกวิลล์ได้กำหนดส่วนเฉพาะของสมองที่เป็นแหล่งกำเนิดของการชักคือสมองกลีบขมับด้านใน (medial temporal lobe ตัวย่อ MTL) ในสมองทั้งสองซีก
และเสนอว่าให้ตัด MTL ออกเป็นการรักษา
ในวันที่ 25 สิงหาคม ค.ศ. 1953 มีการผ่าตัดสมองกลีบขมับด้านในในซีกสมองทั้งสองรวมทั้งส่วนของฮิปโปแคมปัสและส่วนที่อยู่ใกล้ ๆ รวมทั้งอะมิกดะลาและ entorhinal cortex
ส่วนที่เหลือในฮิปโปแคมปัสต่อมาปรากฏว่าไม่ทำงานเพราะว่าเนื้อเยื่อที่เหลือประมาณ 2 ซ.ม. เกิดการฝ่อ และเพราะว่า entorhinal cortex ทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ส่งข้อมูลไปยังฮิปโปแคมปัส ถูกทำลายเสียหมด
นอกจากนั้นแล้ว บางส่วนของสมองกลีบขมับส่วนหน้าด้านข้าง (anterolateral) ก็ถูกทำลายด้วย
ประสาทสมอง
ประสาทสมองเป็นองค์ประกอบของระบบประสาทนอกส่วนกลาง โดยยกเว้นประสาทสมองเส้นที่ 2 (ประสาทตา) ซึ่งมิใช่ประสาทส่วนปลายแท้จริงแต่เป็นลำเส้นใยประสาทของไดเอนเซฟาลอน (diencephalon) เชื่อมจอตากับนิวเคลียสงอคล้ายเข่าข้าง (lateral geniculate nucleus) ฉะนั้น ทั้งประสาทตาและจอตาเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทส่วนกลาง แกนประสาทนำออกของประสาทอีกสิบสองเส้นที่เหลือทอดออกจากสมองและถือเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทนอกส่วนกลาง ปมประสาทกลางของประสาทสมองหรือนิวเคลียสประสาทสมองกำเนิดในระบบประสาทส่วนกลาง ส่วนมากในก้านสมอง
ร่างกายมนุษย์
ระบบประสาทประกอบด้วยระบบประสาทกลาง (สมองและไขสันหลัง) และระบบประสาทนอกส่วนกลางประกอบด้วยเส้นประสาทและปมประสาทนอกสมองและไขสันหลัง สมองเป็นอวัยวะแห่งความคิด อารมณ์ ความทรงจำ และการประมวนทางประสาทสัมผัส และทำหน้าที่ในหลายมุมมองของการสื่อสารและควบคุมระบบและหน้าที่ต่าง ๆ ความรู้สึกพิเศษประกอบด้วย การมองเห็น การได้ยิน การรับรู้รส และการดมกลิ่น ซึ่ง ตา,หู, ลิ้น, และจมูกรวบรวมข้อมูลจากสิ่งรอบตัว
ความสนใจต่อสิ่งภายนอก-ความสนใจต่อสิ่งภายใน
งานศึกษาหนึ่งพบว่า ผู้สนใจต่อสิ่งภายในมีการไหลเวียนของเลือดในสมองกลีบหน้าและสมองส่วนทาลามัสด้านหน้า (frontal หรือ anterior) มากกว่า ซึ่งเป็นส่วนที่ใช้ในการคิด เช่น การวางแผนหรือการแก้ปัญหา
ส่วนผู้สนใจต่อสิ่งภายนอกมีการไหลเวียนของเลือดใน Anterior cingulate cortex สมองกลีบขมับ และทาลามัสด้านหลัง (posterior) มากกว่า ซึ่งเป็นส่วนที่ปฏิบัติการเกี่ยวกับประสบการณ์ทางความรู้สึก (sensory) หรือทางอารมณ์ (emotional)
งานศึกษานี้และงานวิจัยอื่นชี้ว่า ความสนใจต่อสิ่งภายนอก-ความสนใจต่อสิ่งภายในสัมพันธ์กับการทำงานที่แตกต่างกันในสมองในระหว่างบุคคล
เปลือกสมองส่วนรู้รส
เปลือกสมองส่วนรู้รส ( ตัวย่อ GC) เป็นโครงสร้างสมองซึ่งทำหน้าที่รับรู้รส
โดยมีโครงสร้างย่อย 2 ส่วน คือ anterior insula ใน insular cortex, และ operculum ส่วนหน้าที่บริเวณ inferior frontal gyrus ในสมองกลีบหน้า
เพราะองค์ประกอบของมัน เปลือกสมองส่วนรู้รสบางครั้งจึงเรียกในวรรณกรรมต่าง ๆ ว่า AI/FO (Anterior Insula/Frontal Operculum)
โดยใช้เทคนิคการบันทึกสัญญาณนอกเซลล์ นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงว่า นิวรอนใน AI/FO จะตอบสนองต่อรสหวาน รสเค็ม รสขม และรสเปรี้ยว และเข้ารหัสความเข้มข้นของสิ่งเร้าที่มีรส
โครงกระดูกแกน
โครงกระดูกแกน () เป็นชุดของกระดูกที่ประกอบด้วยกระดูกในร่างกายมนุษย์จำนวน 80 ชิ้นในศีรษะและลำตัวของมนุษย์ แบ่งออกเป็น 5 ส่วน ได้แก่ กะโหลกศีรษะมนุษย์ (human skull) , กระดูกหูในหูชั้นกลาง (ossicles) , กระดูกไฮออยด์ (hyoid bone) ในลำคอ, หน้าอก และกระดูกสันหลัง โครงกระดูกแกนและโครงกระดูกรยางค์รวมกันเป็นโครงกระดูกมนุษย์
Lateral geniculate nucleus
LGN ทั้งในสมองซีกขวาทั้งในสมองซีกซ้ายรับสัญญาณมาจากตาทั้งสองข้าง
แต่ว่า LGN ในสมองแต่ละซีกจะรับสัญญาณจากลานสายตาเพียงครึ่งเดียวจากตาแต่ละข้าง
ที่เป็นอย่างนี้ก็เพราะแอกซอนจาก retinal ganglion cell จากครึ่งในของเรตินา (คือครึ่งด้านจมูก) ข้ามมายังส่วนตรงข้ามของสมอง
ส่วนแอกซอนของเซลล์ปมประสาทในเรตินาจากครึ่งด้านนอก (คือด้านขมับ) ไปสุดที่สมองด้านเดียวกัน
ดังนั้น สมองซีกซ้ายจึงรับข้อมูลสายตาจากลานสายตาด้านขวา และสมองซีกขวารับข้อมูลสายตามาจากลานสายตาด้านซ้าย แต่ข้อมูลของกึ่งลานสายตาใน LGN แต่ละซีกนั้นมาจากตาทั้งสองข้าง
สมองของอัลเบิร์ต ไอนสไตน์
ฮาร์วีย์รายงานว่าไอนสไตน์ไม่มี (parietal operculum) ในทั้งสองซีกสมอง ทว่าการค้นพบนี้ถูกโต้เถียงFalk, D.; Lepore, F. E.; Noe, A. (2012).  รูปของสมองแสดงให้เห็นร่องด้านข้างทีถูกขยาย ในปีค.ศ. 1999 โดยทีมงาน ณ มหาวิทยาลัยเม็คมาสเตอร์ ใน แฮมิลตัน รัฐออนตาริโอ พบว่าส่วนของแพริเอตทัลโอเพอร์คิวลัมในรอยนูนสมองกลีบหน้าด้านล่าง (Inferior frontal gyrus) ในสมองกลีบหน้านั้นว่างอยู่ นอกจากนั้นส่วนนึงของขอบที่เรียกว่าร่องด้านข้าง (Sylvian fissure) ยังหายไป นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยเม็คมาสเตอร์ได้พิจารณาว่าการว่างที่เกิดขึ้นอาจทำให้เซลล์ประสาทในส่วนนี้ของสมองสื่อสารกันได้ดีมากขึ้น "กายวิภาคสมองนี้...[การหายไปของร่องด้านข้าง]...อาจเป็นคำอธิบายว่าทำไมไอนสไตน์ถึงคิดแบบที่เขาคิด" ศาสตราจารย์ แซนดรา วิเทลซัน ซึ่งนำการวิจัยที่ตีพิมพ์ลงใน "เดอะ แลนเซ็ต" ได้กล่าวไว้ การศึกษานี้อยู่บนฐานของรูปถ่ายของสมองทั้งก้อนซึ่งถูกถ่ายไว้ในการชันสูตร ปี 1955 โดยฮาร์วีย์ ไม่ใช่จากการตรวจสอบสมองอย่างละเอียด ไอนสไตน์เองอ้างว่าเขาคิดผ่านการมองเห็นแทนที่คำพูด
กลีบสมอง
กลีบทั้งสี่หรือห้าของเทเลนเซฟาลอนแบ่งออกครึ่งหนึ่งเป็นครึ่งทรงกลม เรียกว่า ซีรีบรัล เฮมิสเฟียร์ข้างซ้ายและขวา (cerebral hemisphere) ครึ่งทรงกลมทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยโครงสร้างที่เรียกว่า คอร์ปัส คาโลซัม (corpus callosum) ทำให้สมองทั้งสองข้างสามารถส่งข้อมูลไปหากันและกันได้ สมองข้างซ้ายจะรับและส่งข้อมูลไปยังข้างขวาของร่างกาย และสมองข้างขวาจะทำหน้าที่เกี่ยวกับร่างกายซีกซ้าย
เซลล์ประสาท
จำนวนนิวรอนในสมองต่างกันอย่างสำคัญใน[[สปีชีส์]]ต่าง ๆ
[[สมองมนุษย์]]มีนิวรอนประมาณ 85,000-86,000 ล้านตัว
โดยมี 16,300 ล้านตัวใน[[เปลือกสมอง]]และ 69,000 ล้านตัวใน[[สมองน้อย]]
โดยเทียบกันแล้ว หนอน[[นีมาโทดา]] "[[Caenorhabditis elegans]]" มีนิวรอนเพียงแค่ 302 ตัว ทำให้มันเป็นสัตว์ทดลองที่ดีมาก และนัก[[วิทยาศาสตร์]]ได้สร้างแผนที่ของนิวรอนของหนอนทั้งหมดแล้ว
ส่วนสัตว์ทดลองทางชีววิทยาที่สามัญอีกอย่างหนึ่ง คือ [[แมลงวันทอง]] ("Drosophila melanogaster") มีนิวรอนประมาณแสนตัว และมี[[พฤติกรรม]]ซับซ้อนมากมาย