Le cerveau humain est le centre du système nerveux humain et est un organe très complexe. Enfermé dans le crâne, il a la même structure générale que le cerveau des autres mammifères, mais il est plus de trois fois plus gros que le cerveau d’un mammifère de taille équivalente. La majeure partie de l’expansion provient du cortex cérébral, une couche alambiquée de tissu neuronal qui recouvre la surface du cerveau antérieur. Les lobes frontaux, qui participent aux fonctions exécutives telles que la maîtrise de soi, la planification, le raisonnement et la pensée abstraite, sont particulièrement développés. La partie du cerveau consacrée à la vision est également fortement agrandie chez l’homme.
L’évolution du cerveau, depuis les premiers mammifères ressemblant à des musaraignes jusqu’aux hominidés, en passant par les primates, est marquée par une augmentation régulière de l’encéphalisation, ou du rapport entre le cerveau et la taille du corps. On estime que le cerveau humain contient 50 à 100 milliards (1011) de neurones, dont environ 10 milliards (1010) sont des cellules pyramidales corticales. Ces cellules se transmettent des signaux par le biais d’environ 100 trillions (1014) de connexions synaptiques.
Malgré le fait qu’il soit protégé par les os épais du crâne, suspendu dans le liquide céphalorachidien et isolé de la circulation sanguine par la barrière hémato-encéphalique, la nature délicate du cerveau humain le rend sensible à de nombreux types de dommages et de maladies. Les formes les plus courantes de lésions physiques sont les traumatismes crâniens fermés, comme un coup à la tête, un accident vasculaire cérébral ou un empoisonnement par une grande variété de produits chimiques pouvant agir comme des neurotoxines. L’infection du cerveau est rare en raison des barrières qui le protègent, mais elle est très grave lorsqu’elle se produit. Les maladies d’origine génétique, comme la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques et bien d’autres, sont plus courantes. On pense généralement qu’un certain nombre d’affections psychiatriques, comme la schizophrénie et la dépression, sont causées au moins partiellement par des dysfonctionnements du cerveau, bien que la nature de ces anomalies cérébrales ne soit pas bien comprise.