В процессе эволюции строение центральной нервной системы живых организмов непрерывно усложнялось, так как менялись условия внешней среды и обеспечение должного уровня приспособляемости к ним требовало все более сложных проявлений нервной деятельности. ЦНС эволюционировала от цепочки примитивных нервных ганглиев насекомых и спинномозговой трубки ланцетника до мозга современного человека, имеющего высокую степень организации и функциональной дифференциации. Древнейшим отделом головного мозга является его ствол, далее развивались промежуточный мозг и мозжечок; наиболее молодым отделом считаются большие полушария. По одной из существующих концепций, чем сложнее организация нервной системы животного, тем меньше оно приспособлено к существованию на момент рождения и тем большему оно способно обучиться в течение жизни, а следовательно, тем выше его уровень приспособляемости к меняющимся условиям среды обитания. В ходе развития от эмбриона до взрослой сформировавшейся личности центральная нервная система человека своеобразно повторяет основные этапы эволюции головного и спинного мозга, т. е. вначале происходит закладка и развитие спинного мозга, а затем развиваются большие полушария и кора головного мозга. Таким образом, и нервно-психическое развитие индивидуума проходит путь от элементарных рефлексов до многократно более сложной деятельности, связанной с функциями высших центров коры полушарий головного мозга. Любой рефлекс осуществляется как бы в четыре этапа.
Вначале происходит прием информации, поступающей от разного рода рецепторов; расшифровка информации и формулирование предстоящего ответа. Затем осуществляется передача нервного сигнала к органу-исполнителю. Последний – четвертый – этап представляет собой контроль за правильностью реализации ответа.
Вся информация об изменениях, происходящих в окружающей среде, а также в тканях и органах организма от воспринимающих раздражения рецепторов передается по восходящим нервным путям в головной мозг. Наиболее важные сигналы поступают в кору больших полушарий; сигналы чувствительности, зрения, слуха и т. д. распределяются по анализаторам – специализированным центрам, соответствующим типу поступающей информации.
Сигналы от рецепторов чувствительности направляются в теменную долю; зрительные сигналы – в затылочную; слуховые и обонятельные – в височную долю; вкусовые – в островок головного мозга. Разные виды анализаторов занимаются обработкой специфических типов информации, однако частично дублируют друг друга, что значительно повышает достоверность информации о положении и состоянии тела; при нарушении функций одного рецептора остальные компенсируют их недостаточность.