bélyegkép|jobbra|246x246px|Az ember központi idegrendszere (2) az agyból (1) és a gerincvelőből (3) áll.
A központi idegrendszer (rövidítve: KIR) az idegrendszer azon része, ami a kétoldalian részarányos állatok (csaknem az összes többsejtű állat a csalánozók, szivacsok kivételével) életműködését szabályozza.
Gerincesekben az idegrendszer nagy részét tartalmazza, az agyból és a gerincvelőből áll. A környéki idegrendszerrel együtt elsődleges szerepe van a viselkedés irányításában. A gerincesek agyát a koponya, gerincvelőjét a gerinc védi, mindkettőt az agyhártyák burkolják.
Puhatestűek idegrendszere Puhatestűekben az idegrendszer felépítése több eltérést mutat. A központi idegrendszer három pár idegdúcból, az agyból, a pedalis ganglionokból és a pleuralis ganglionokból áll. Az idegdúcokat comissurák és connexusok kötik össze. A connexusok a cerebro-pedalis, cerebro-pleuralis és pleuro-pedalis idegfonatok. A comissurák a cerebralis, a pedalis és a pleuralis dúcok között vannak. A környéki idegrendszert egy pár viscerális ganglion adja, amelyek comissurákkal kötöttek össze. A parietalis idegdúcok szintén hasonló módon kapcsolódnak.
Ettől az ún. alapsémától számos eltérés lehetséges, az idegi koordinációk mélyebb szintű változásai, a komplexitásbeni eltérések, torziók, detorziók révén. Az idegdúcok módosulásai és folyamatos, rendszertani kategóriákban megfigyelhető változásai evolúciós jellegűek. A Neomeniomorpha páratlan dúccal rendelkezik, idegrendszerük létraszerű elrendeződésben figyelhető meg. A Chaetoderma csoportban kettőződik meg és a Scaphopoda (Ásólábúak) osztályában válnak szimmetrikussá. A pleuro-pedalis idegek a cerebro-pedalis idegekkel egyesülnek, a parietalis idegdúcok a viscerális ganglionokkal fuzionálnak és a viscero-parietalis idegdúcokat hozzák létre.
A legtöbb fejlábúban a jellegzetes garatideggyűrű (n. circumpharengialis) többé-kevésbé állandó marad, azokat a tendenciákat nem számítva, amelyek a dúcok közti idegi összeköttetések rövidülésében merülnek ki. Néhány csoportban ez az ideggyűrű erősen megnyúlt és a dúcok eléggé távol állnak egymástól. A ggl. pleurale jellemzően idegi összeköttetést bocsátanak a száj felé. Számos esetben – mint a Cyclophoridae csoportban – a n. circumpallialis két ága egyesül és egy szabályos ideggyűrűt képez. A Gastroopoda többségénél a pleuro-visceralis ideggyűrű keresztezi egymást és változatos formákat képez ebben. Egy jellegzetes evolúciós tendencia a pleurális és intestinalis idegdúcok közti idegfonatok rövidülése, amely némely esetben olyannyira erős, hogy két dúc egyesülni látszik.
A Cephalopoda osztályban az idegrendszer felépítése komplex és magasan szervezett, amely semelyik más gerinctelen állatcsoportnál nem fordul elő. A központi idegrendszer ilyen fokú organizáltsága csupán a Nautilida rendben nincs jelen. Az Octopoda (Polipok) rend tagjai szintén magasfokú mozgáskoordinációt biztosító fejlett idegrendszerrel rendelkeznek, agyi összeköttetéseik száma meghaladja a 1010-t. Mindez karakterisztikus viselkedéstani jelenségekben is megmutatkozik, többek közt a sajátos zsákmányszerzési metódusokat illetően. A kísérletek azt bizonyították, hogy a polipok akár a szorosabb értelemben vett memóriával is rendelkezhetnek, és bizonyos fokú intelligencia is tulajdonítható ezen állatoknak. A Diatocardia tagjaiban összeköttetések figyelhetőek meg a n. pallialis és a gl. pleurale között valamint a gl. intestinale és a köpeny (pallium) közt. A másodlagos pleuro-intestinalis idegi összeköttetés a Trochus, Haliotis rendekben fordul elő, általában a bal oldalon (elvétve a jobb oldalon).
A csigák, a tüdőscsigák és részben hátulkopoltyúsok rendjében az idegrendszer másodlagosan szimmetrikussá válik az elsődleges aszimmetria átalakulása révén. Az alacsonyabbrendű rendeknél és a fejletlenebb tüdőscsigáknál a felvázolt idegi transzformáltság jelen van, ugyanakkor a másodlagos szimmetria kialakulása erősen kifejezett. A másodlagos szimmetria kifejlődése vezet az ún. ethyneuralis idegrendszer kialakulásához, amely posterior irányban figyelhető meg.Simone Faller: Comparative Neuroanatomy of
Mollusks and Nemerteans in the Context of
Deep Metazoan Phylogeny (2012) bélyegkép|270x270px|Rovarok idegdúcainak és idegfonatainak elhelyezkedése (Goldammer /1991/, Gregory, Skinner /1985/)
Ízeltlábúak központi idegrendszere Az idegrendszer kialakulása az embrionális fejlődés során meghatározott. A neuroblast, a progenitor sejtek specifikus régiókban helyeződnek minden egyes szelvényben a rostro-caudalis tengely mentén. Fejlett szelvényességüknek meghatározott genetikai háttere van. Az említett tagoltság és a vele járó funkcionalitás létrejöttében egy ismert géncsalád – a Hox – játszik szerepet. Tagjait először a Drosophila csoportban fedezték fel, de ma már szinte minden főbb állattörzsben kimutatták a jelenlétét, többek közt a gyűrűsférgekben és az ízeltlábúakban is. Az ízeltlábúaknál 8 gén mutatkozik aktívnak a neuruláció során. Az első három Hox gén olyan transzkripciós faktorokat kódol, amelyek az anterior agyi régiók (pros-, mes-, rhombenchephalon) kialakulását eredményezik. A következő 4 főleg a longitudinális tengely mentén vesznek részt a szervek fejlődésében. Az utolsó Hox gén expressziója játszik szerepet a caudális régiók idegrendszeri elemeinek fejlődésében. Megjegyzendő, hogy a teljes Hox géncsalád rendkívül konzervatív a teljes állatvilágban. Gerincesekben a Hox duplikált formában 4 különböző kromoszómán található meg. Bár láthatóan ez utóbbiaknál a szelvényezettség nem annyira kifejezett, mint az ízeltlábúaknál, mégis ugyanezen géncsoport nagy szerepet játszik a KIR egyes elemeinek létrejöttében.
A gerinces állatok és az ízeltlábúak egyik szembeötlő különbsége az idegrendszer alakulását illetően, hogy míg előbbinél a gerincvelő dorsalisan, az ízeltlábúaknál ventralisan (hasdúclánc) található. Úgy tűnik, hogy bár a kettő között a különbség nagy, funkcionálisan a két típus ekvivalensnek mondható. A fejlődés során megjelenő invagináció következményeként gerinctelen állatoknál a neuroblast ventralis irányba fordul. Ennek egyik jellegzetes szabályzó faktora a BMP fehérjék, amely bilaterális szimmetriájú állatoknál a dorsoventrális tengely létrejöttében igen fontos. A BMP-4 gén dorsalis identitású és mindenekelőtt olyan transzkripciós faktorokat képez, amelyek az embrió perifériális részein jelennek meg. Az Shh (sonic hedgehog) olyan faktorokat expresszál, amelyek ventrálisan helyeződnek. Ízeltlábúaknál az axonok növekedési jellegét a netrin működteti.
Ízeltlábúak neuroanatómiája A bilaterális szimmetriájú idegdúcok mindegyik szelvényben a középvonal mentén egyesülnek, lateralis irányban idegfonatokat képeznek. Az idegdúcok a szelvények mentén összekapcsoltak, axonkötegekkel vagy konnektívumokkal. A lárva fejlődési szakaszban – például rákoknál – a kétoldalian részarányos dúcok nem teljesen fuzionáltak és egy létra-szerű struktúrát alkotnak, mint azt a gyűrűsférgeknél lehet látni. Mindegyik szelvénynél az idegfonatok a középvonalban kereszteződnek. A többi ízeltlábúnál a dúcok szorosan egymáshoz illeszkednek, míg a comissurák kissé elrejtve az idegdúcok felszíni részén lokalizálódnak.
A szelvényezettség mértéke és tagoltsága eltérő lehet a különböző rendeknél, láthatóan a thorax és abdomen jól elkülönültek. Az agy a feji részben helyeződik (dorsalisan) és három pár dúc alkotja, amely közvetlenül a szemet innerválja. A deuterocerebrum az antennae beidegzését látja el többek közt, a tritocerebrum az első két rész közti kommunikációban alapvető. A ventrális idegdúc számos állatcsoportban láncszerűen összenyomott dúcok összességéből áll, amelyek a mozgásszervrendszer komponenseivel állnak kapcsolatban. A ggl. thoracica a végtagok és a szárnyak mozgatásában vesz részt. A szenzorikus jelek, amelyet egy adott szelvény érző receptorai vesznek fel, a legközelebbi idegdúcba jutnak. A rákok rendjében a hasdúclánc észrevehetően megrövidül és gyakran fuzionál. A skorpiók illetve a sáskák csoportjában az abdominalis idegdúcok jól szeparáltak, azonban az elülső részeken összenyomódnak és ún. syngangliont képeznek. A pókok központi idegrendszere erősen összenyomott, az agyi, a törzsi és az abdominalis syngangliont hoznak létre. bélyegkép|270x270px|Hal központi idegrendszere (agy) lateralisan (felső: Lepidosteus osseus, alsó: Gnathonemus petersi)
A halak központi idegrendszere Hagyományosan a gerincesek idegrendszere 5 főbb részre osztható: telenchephalon, dienchephalon, mesenchephalon (magában foglalja a kisagyat és a hidat) és a myelenchephalon. Citológiai és molekuláris genetika vizsgálatok alapján kiderült, hogy a gerinces rhombenchephalon legalább 7, a prosenchephalon legalább 6 ideiglenes neuromerből alakul ki. Összehasonlító anatómiai szempontból kérdéses, hogy Amniotáknál a rhombenchephalon hogyan osztódik fel met- és myelenchephalonra. A kisagy kivételével a metenchephalon ventralisan visszamaradt részét csak önkényes módon különíthetjük el a medulla oblongata-tól, inkább egy egységnek tekintik. A mesenchephalon halaknál magában foglalja a tectum opticum dorsalis részét és a tegmentumot. Ez utóbbi embrionális korban eltávolodik a lamina basalistól és az alaris lemez irányába tör, a torus semicircularis felé.
Érzékelő rendszer Mint a legtöbb gerincesnél az elsődleges szenzorikus receptorok az olafactoria tunicae mucosae nasiban találhatók. Axonjaik a bulbus olafactorius glomerularis részét innerválják be. A glomerulusok száma kifejlett példányoknál 80 és néhány 100 között változik. Receptor sejttípusokat tekinve kiderült, hogy sok esetben – mint az Ictalurus punctatusnál – ez nem túl nagy számú. Egy másik agyi ideg – a n. terminalis – sokszor együtt halad a n. olafactoriussal. Ezen idegdúcok dendritjei elérik az olafactoria mucosae-t, axonjaik jellemzően bulbus olafactoriuson túlnyúlnak és a ventrális telenchephalonba vagy a preopticus régióban végződnek. A n. terminalis működésbeni jelentősége még nem teljesen tisztázott, annyi bizonyos, hogy szoros kapcsolatban állhat feromonok kibocsátásával. Újabb kísérleti eredmények alapján ismert, hogy a szaglóreceptorok idegi kapcsolatai elérnek a hypothalamusig. A Carassius auratusban megfigyelhető, hogy a n. olafactorius terminálisai főként a ventralis és dorsalis agyidegmagvakban végződnek. A bulbus olafactorius nagyon hasonló strukturáltsága látható az Ictalurus punctatusban, ahol járulékos interbulbaris konnexiók képződnek. A Sebastiscus marmoratus bulbus olafactoriusa két irányból is kap innervációt, mégpedig a zona posterior és az area dorsalis telenchephali felől.
Látás A valódi csontoshalak elsődleges érzékelő rendszere a látás, egyéb vizuális alstruktúrák (pretectum) is részt vesznek az értékelésben. A legtöbb érzékelő szervvel ellentétben – amelyek dúclécsejt és placod eredetűek, a retina és a látóidegek az idegcső származékai és így részei a központi idegrendszernek. Hasonlóan a többi gerinceshez, a retinából származó jelek 4 főbb területre érkeznek:
tectum thalamus pretectum preopticus area
A retina sejtjei az információt topografikusan projektálják az ellentett oldali agyi területek felé. Egyes halaknál a legtávolabb helyeződő retinából származó idegrostok a egészen a superficialis fehér- és szürkeállományt is elérik. A thalamusban helyeződő látóközpontok még kevéssé feltártak, mindenesetre bizonyos, hogy bimodalis (látó–szomatoszenzoros) magvak csak a ventralis magvakban találhatók. Az anterior thalamus régiók elsősorban a retinából jövő jelekre specializálódtak, a posterio–dorsalis magvak a tectumból származó projekciókat fogja fel.
Mechanoszenzorikus érzékelés