Fysiologi kommer från physiologia, ett latinskt ord som betyder ”naturvetenskap”. Ett underområde av biologi, fysiologi är studiet av levande organ, deras delar och deras funktioner. Därför är hjärnans fysiologi studiet av de funktioner och processer som involverar hjärnan. Hjärnfysiologi inkluderar också studiet av hjärnans beståndsdelar, och dess eventuella problem och dysfunktioner.
Att förstå hjärnans fysiologi kräver att man förstår hjärnans delar. De viktigaste delarna av hjärnan är storhjärnan, lillhjärnan och hjärnstammen. Storhjärnan är både det största och mest utvecklade området i den mänskliga hjärnan, och den har två hemisfärer, betecknade höger och vänster, och inkluderar fyra par lober: frontal, parietal, temporal och occipital. Lillhjärnan är det näst största området. Hjärnstammen är en förbindelse mellan hjärnan och ryggmärgen.
Andra viktiga delar av hjärnans fysiologi är nervsystemet och det limbiska systemet. Det centrala nervsystemet (CNS), som är den största delen av nervsystemet, inkluderar ryggmärgen och hjärnan. De perifera nerverna som finns i armar, ben, organ och muskler kompletterar systemet. Det limbiska systemet är en samling av sammankopplade hjärnstrukturer som inkluderar hippocampus och amygdala.
Studiet av hjärnans fysiologi visar att den mänskliga hjärnan är ansvarig för en hel del funktioner som äger rum i människokroppen. Det centrala nervsystemet, som inkluderar hjärnan, kan ses som styr- och bearbetningsstället för hela nervsystemet och kroppen. Det limbiska systemet, inrymt nära lillhjärnan, kallas ibland för det ”emotionella nervsystemet” och är nära kopplat till vårt humör och känslor, högre mentala funktioner och minnesbildning. Lillhjärnan hjälper till med koordinationen av graciösa rörelser. Det bidrar till stor del till kroppens hållning och balans. Och det bidrar också till motorisk inlärning.
Storhjärnans frontallob är platsen för motorisk kontroll, inlärning, planering och vissa delar av tal. Parietalloben är platsen för kontroll av somatiska sensoriska funktioner. I occipitalloben kontrolleras synen. Och tinningloberna rymmer kontrollerna för hörseln och andra element av tal. Storhjärnans två hemisfärer är var och en ansvariga för att kontrollera den motsatta sidan av kroppen, så den högra hjärnhalvans motorstyrning styr till exempel den motoriska aktiviteten på vänster sida av kroppen. En av hemisfärerna är dominant, vilket leder till en preferens för den motsatta handen i de flesta fall, men den vänstra hjärnhalvan är i allmänhet den styrande sidan för tal och språk oavsett vilken hemisfär som är dominant i allmänhet.