Das Gehirn (griech. enkephalos) ist das wohl komplexeste Organ des menschlichen Körpers. Im Kopf liegt das etwa 1,3kg schwere, walnussförmige Gehirn, umgeben von den stabilen Schädelknochen, die es vor äußeren Einflüssen schützen sollen. Als Teil des Zentralnervensystems ist das Gehirn die zentrale Schaltstelle für alle im Körper ablaufenden Prozesse.

Das Gewicht des Gehirns ist aber keinesfalls ein Anhaltspunkt für die Intelligenz (Pottwal mit einem 10kg Gehirn), sondern wird maßgeblich von der inneren Verschaltung bestimmt. Auch zwischen Mann und Frau gibt es hinsichtlich des Gehirngewichts einen Unterschied von etwa 100g, der aber auf die insgesamt kleinere Statur der Frau zurückführen ist. Einen messbaren Unterschied in Punkto Intelligenz ergibt sich daraus nicht.

Die Konsistenz des Gehirns gleicht in etwa der von festem Wackelpudding. Das Nervengewebe des Gehirns besteht aus 1.000.000.000.000 (Eine Billion) Nervenzellen, welche über Synapsen untereinander vernetzt sind. Jede Nervenzelle ist mit mehreren Hunderten Synapsen verbunden. Wenn wir zum Beispiel etwas lernen, dann verschaltet sich das Gehirn ständig neu. Theoretisch besteht hinsichtlich der immensen Zahl an Synapsen (Hundert Billionen: 100.000.000.000.000) eine unbegrenzte Zahl von Kombinationsmöglichkeiten im Gehirn.

Wegen der Blut-Hirn-Schranke ist das Gehirn nicht Teil des normalen Blutkreislaufs. Die Blut-Hirn-Schranke funktioniert wie ein Filter, der nur für bestimmte Stoffe durchlässig ist (Semipermeabilität). Giftstoffe aus dem Blut können so nicht zu den Nervenzellen des Gehirns gelangen. Eine Schädigung wäre im übrigen fatal und würde schnell zu kognitiven Einbußen, oder gar zum Tod führen. Außerdem können Nervenzellen sich nicht in dem Maße regenerieren, wie das z.B. bei Hautzellen der Fall ist.

Unser Gehirn arbeitet Tag und Nacht. Von einem absoluten Ruhezustand kann auch im Schlaf nicht die Rede sein. In der Nacht werden u.a. die Erlebnisse des Tages verarbeitet und in das Gedächtnis integriert.
Rund 20% des täglichen Grundumsatzes verbraucht das Gehirn (Grundumsatz Mann: 2400kcal; Energieverbauch Gehirn: 480kcal). Gemessen an dem Anteil des Gehirns am Gesamtkörpergewicht ist das enorm viel (2% des Körpergewichts verbrauchen 20% der Energie, die in Form von Glucose bereitgestellt werden). Glucose kann die Blut-Hirn-Schranke mit Hilfe von sogenannten Carrierproteine leicht passieren.

Es existieren viele unterschiedliche Modelle zu einer möglichen Strukturierung des Gehirns, die ganz unterschiedliche Kriterien zur Einteilung heranziehen. Berühmt ist die Einteilung nach der Zellstruktur von Korbinian Brodmann (Brodmann-Areale), möglich sind auch Modelle mit phylogenetischem (nach dem Auftreten in der Entwicklunsgeschichte) oder funktionalem Schwerpunkt. Folgend dargestellt ist eine eingängige und möglichst einfache Einteilung des Gehirns in die fünf Hirnbereiche Großhirn, Mittelhirn, Zwischenhirn, Hinterhirn und Nachhirn, mit einer kurzen (nicht abschließenden) Auswahl von einzelnen Funktionen.

Großhirn
Großhirnrinde: kann in Frontallappen, Parietallappen, Okzipitallappen und Temporallappen unterteilt werden;
Riechhirn: Ort für die Verarbeitung von Gerüchen; Auch der Riechkolben befindet sich im Riechhirn;
Amygdala: Teil des limbischen Systems; wesentlich an der Entstehung von Angst beteiligt;
Neocortex: Im Neocortex kommt es zur Zusammenführung von Informationen, bei denen verschiedene Funktionsbereiche benötigt werden (z.B. Beim Schreiben eines Briefes werden u.a. benötigt: Motorik, Sehen, Koordination, Gedächtnis)
Hippocampus: benannt nach ihrer seepferdartigen Form; jede Gehirnhälfte verfügt über einen Hippocampus; Teil des limbischen Systems; u.a. für die Überführung von Erinnerungen vom Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis verantwortlich;
Sehrinde: auch unter dem Begriff visueller Cortex bekannt; dieser Gehirnbereich ist für dem Sehprozess verantwortlich;

Mittelhirn
Großhirnschenkel: Eintrittsstelle für den Nervus oculomotorius (III. Hirnnerv, steuert die Bewegung der Augen).
Mittelhirnhaube: u.a. Sitz der Formatio reticularis (beteiligt an der Schmerzempfindung, der Steuerung der Atmung und der allgemeinen Aufmerksamkeit)
Mittelhirndach: hier befindet sich der Colliculi superiores, der die Augenbewegungen steuert, z.B. der Sakkadenreflex oder die Fixation.

Zwischenhirn
Thalamus: die Thalamuskerne leiten Informationen von Tastsinn, Riechsinn und Sehsinn weiter.
Hypothalamus: steuert das Vegetative Nervensystem; Außerdem Sitz der Hirnanhangdrüse, die für eine Steuerung der Hormonausschüttung sorgt.
Subthalamus: entscheidener Hirnbereich für die Steuerung der Motorik.
Epithalamus: Sitz der Zirbeldrüse, die für die Produktion des müdemachenden Hormons Melatonin sorgt.

Hinterhirn
Kleinhirn: an der Bewegungskoordination beteiligt. Auch Informationen aus dem Gleichgewichtsorgan werden im Kleinhirn verarbeitet.
Pons: auch als "Brücke" bezeichnet; Teil des Hirnstamms; Einige Hirnnerven (u.a. für die Gesichtsmimik, Hören und Gleichgewichtssinn) passieren den Pons und werden von dort zum Kleinhirn weiterverschaltet

Nachhirn
verlängertes Rückenmark: auch Medulla oblongata genannt; gehört zum Hirnstamm und ist eine der ältesten Strukturen; Sitz des Atmungszentrums, der Reflexzentren (u.a. Brechreflex und Schluckreflex) und für die Steuerung des Blutkreislaufs verantwortlich