El sistema nervioso central está compuesto por el cerebro y la médula espinal.

La médula espinal es una estructura larga y parecida a un tallo, que, compuesta de cuerpos de células nerviosas y axones. Opera como un camino que conduce la información sensorial al cerebro y que transmite los impulsos motores desde el cerebro a los músculos. Controla todas las actividades corporales desde el cuello hacia abajo y también está implicada en los reflejos sensoriomotores simples.

Cuando se da un puntapié como reacción a un golpe justamente debajo de la rótula, o cuando se retira la mano de una estufa caliente, se efectúa un reflejo, una respuesta involuntaria a un estímulo. Esta es una de las formas más simples de comportamiento: una conexión entre neuronas sensoriales y motoras presente incluso en los animales menos evolucionados. Los seres humanos poseen muchos reflejos, todos ellos producidos por este tipo de conexiones que están incorporados en nuestros sistemas a través de nuestra estructura genética.

Existen dos tipos básicos de reflejos, los monosinápticos y los polisinápticos. El tipo más simple son los monosinápticos, tiene lugar como resultado de una conexión directa entre una neurona sensorial y una neurona motora, sin interneuronas interpuestas. Sólo tiene una sinapsis entre aferencia sensorial (lo que siente) y la eferencia motora (lo que hace). El reflejo patalear tan conocido, o sacudida de la rodilla, pertenece a esta categoría. Ambas clases de neuronas implicadas en este reflejo –sensorial y motora- están situadas en la médula espinal de forma que el cerebro no participa directamente. Esta es una demostración evidente de que se puede reaccionar a un estímulo sensorial sin ser consciente de dicho estímulo.

Cuando alguien parpadea al producirse un ruido fuerte, retira la mano ante el dolor, o contrae las pupilas de los ojos ante la luz intensa, muestra uno de los reflejos polisinápticos más complejos, ya que incluyen muchas sinapsis y un desconocido número de neuronas. Poseemos muchos reflejos diferentes, todos los cuales siguen el mismo modelo básico de acoplamiento entre los sistemas sensorial y motor.

La médula espinal del ser humano es de estructura muy similar a la de los animales inferiores. El órgano que nos diferencia de ellos es nuestro cerebro, especialmente la parte del cerebro conocida con el nombre de corteza.