Кровеносная система обеспечивает адаптивное динамическое кровоснабжение головного мозга. Это означает, что потребление мозгом кислорода и органических соединений непостоянно. На энергетическое обеспечение мозга спящего человека расходуются около 20-25% вдыхаемого кислорода и 8-9% органических соединений. При высокой интеллектуальной нагрузке уровень расхода мозгом кислорода может достигать 38%, а пищи - 25%. При этом уровне метаболизма мозг может эффективно работать ограниченное время. С учётом полноценного сна среднее время поддержания такого уровня обмена обычно не превышает 2-3 недель, хотя встречаются исключения.
Следует отметить, что физиологическая активность головного мозга носит дифференциальный характер. При повышении нагрузки на мозг скорость и объём движущейся крови возрастают неравномерно по всему его объёму. В тех областях мозга, которые испытывают максимальную физиологическую нагрузку, кровоток усиливается, а невостребованные области сохраняют минимальное кровообращение. Добиться системного увеличения кровотока всего мозга при физической нагрузке скелетной мускулатуры крайне затруднительно. В такой ситуации высокая скорость кровотока будет поддерживаться только в сенсомоторных областях. В остальной части мозга кровоток будет сохраняться на относительно низком уровне. Систематическая и многолетняя нагрузка одних и тех же областей мозга способствует дифференциальному развитию склеротических процессов. Возрастные патологические явления в мозге топографически повторяют поведенческие приоритеты. Если в поведении превалировала двигательно-моторная активность, то в первую очередь патогенетические события затронут ассоциативные центры, и наоборот.
Нейроглиальные отношения сохраняются и при гибели нейронов от возрастных или патологических изменений. Это связано с возрастными изменениями массы мозга. До 30-летнего возраста масса мозга увеличивается, затем 15-20 лет остаётся постоянной и начинает снижаться. Снижение массы мозга вызвано гибелью нейронов. При гибели нейрона окружающие его глиальные клетки выполняют стерилизационные функции. Они окружают погибшую клетку и формируют непроницаемый саркофаг. Внутри сформированной полости происходят разрушение и фагоцитирование остатков нейронов. В результате этого процесса между отростками нервных клеток возникают полости (клетки-тени), заполненные спинномозговой жидкостью. Эта роль глиальных клеток очень значима, так как после 50 лет каждый год масса мозга уменьшается на 3 г, что составляет примерно несколько тысяч нейронов. Возрастная инволюция мозга индивидуальна, а приводимые цифры отражают только среднестатистические явления. При общем возрастном уменьшении числа клеток увеличиваются размеры сети волокон отдельных нейронов.