Contradictoriamente, el ser humano que siente tanto orgullo por su cerebro que lo hace sentirse superior al resto de los animales, subestima a los trastornos cerebrales, que incluyen problemas mentales y neurológicos que constituyen el 13 % de la causa global de enfermedades, sobrepasando a las enfermedades cardiovasculares y al cáncer.

El cerebro humano se ocupa del conocimiento y de las emociones ejerciendo un control centralizado sobre los demás órganos del cuerpo (actividad muscular, producción de hormonas, etc.) integrando toda la información que recibe permitiendo respuestas rápidas.

Es el que forma la estructura física que genera la mente. Hipócrates argumentaba: «Los hombres deberían saber que del cerebro y sólo de él vienen las alegrías, el placer, la risa, el ocio, las penas, el dolor, el abatimiento y las lamentaciones.» También es responsable de la complejidad, origen y funcionamiento del pensamiento, memoria, emociones y lenguaje. Los mecanismos por los cuales la actividad cerebral da lugar a la conciencia y al pensamiento son muy difíciles de comprender: a pesar de los avances científicos, cómo funciona el cerebro sigue siendo un misterio.

La corteza cerebral incluye: lóbulo occipital (la visión), lóbulo parietal (órganos de la sensación y kinésicos), lóbulo temporal (audición y cerca al hipocampo el olfato), lóbulo frontal (el juicio, la percepción y la zona motora). Los lóbulos frontal, parietal y temporal se encargan del aprendizaje y todo el córtex se encarga del lenguaje.

La diferencia de competencias entre los dos hemisferios cerebrales parece ser exclusiva del humano. Se ha dicho que el lenguaje y la lógica se encuentran en la mayoría de los individuos en el hemisferio izquierdo; las áreas más involucradas en la lógica y actividades intelectuales se ubican principalmente en el córtex prefrontal, teniendo quizás las áreas temporales izquierdas gran importancia para procesos de análisis y síntesis como en los que permiten hacer cálculos matemáticos.

Cuando se realiza una función, el cerebro actúa de manera semejante a una orquesta sinfónica interactuando entre varias áreas y si una es dañada, otra área puede realizar un reemplazo parcial de sus funciones.

En los lóbulos parietales se desarrolla el sistema emocional y el sistema valorativo. Las emociones básicas (temor, agresión, placer, etc.) que comprometen a todo el cerebro (y a todo el cuerpo) se ubican principalmente en el área llamada sistema límbico y, dentro de él, en las dos amígdalas cerebrales situadas cada una detrás del ojo, a una profundidad de aproximadamente 5 cm. La relación “física” entre los lóbulos prefrontales y las amígdalas cerebrales se llama hipocampo, región de la memoria y el aprendizaje y que puede generar nuevas neuronas. No obstante, la capacidad regenerativa del cerebro es escasa, en comparación con otros tejidos del organismo.

Aprender a escuchar sonidos, y poder repetirlos, ayuda a que la especie humana (y también las otras) evolucione y subsista. La audición se desarrolla antes de nacer, no así la vista. Gracias a la audición aprendemos a entender el mundo a través de los ruidos. Si desde bebés no escucháramos hablar nos sería imposible aprender a hablar, por ello es el sentido más importante en el desarrollo de nuestra experiencia vital. El cerebro humano es capaz de identificar tres características del sonido; el tono, la armonía y la melodía y está especialmente desarrollado en el hemisferio dominante para el lenguaje que, generalmente, suele ser el lado izquierdo. La parte asociada a la visión está muy agrandada en los seres humanos.

Tres grupos de animales, con algunas excepciones, tienen cerebros notablemente complejos: los artrópodos (por ejemplo, los insectos y los crustáceos), los cefalópodos (pulpos, calamares y moluscos similares) y los craniados (principalmente vertebrados).

Por medio del gran número de circunvoluciones que tiene el cerebro de los mamíferos  se obtiene más área superficial (con más materia gris): el volumen es constante pero aumenta el número de neuronas. Por ello, es la superficie, y no el volumen (ni absoluto ni relativo), lo que condiciona la inteligencia de una especie. Lo importante es la arquitectura del cerebro: los Homo neanderthalensis tenían cerebros más voluminosos que los del Homo sapiens actual pero la arquitectura cortical de sus cerebros se dedicaba a controlar sus musculaturas, en los Homo sapiens las áreas más desarrolladas se ubican en las zonas del lenguaje simbólico y las prefrontales y frontales -en especial del hemisferio izquierdo- en donde se realizan procesos de reflexión, cognición e intelección. El cerebelo es responsable del equilibrio corporal, coordinando la postura y el movimiento.

La corteza cerebral del cerebro humano contiene aproximadamente 15.000 a 33 000 millones de neuronas dependiendo del género y la edad, cada una de las cuales se encuentra interconectadas hasta con 10.000 conexiones sinápticas. Cada mm3 de córtex cerebral contiene aproximadamente 1.000 millones de sinapsis. Su superficie (la llamada corteza cerebral), si estuviera extendida, cubriría una superficie de 1800-2300 cm2. En el interior de la corteza cerebral hay unos 22 000 millones de neuronas, aunque hay estudios que la reducen a 10 000 millones y otros la amplían a 100 000 millones.

De todo el peso de nuestro cuerpo, el cerebro solo representa entre el 0,8 % y 2 % (aproximadamente entre 1300-1600 gramos) pero la energía (en forma de oxígeno y glucosa) que consume es un 20 % (más energía posiblemente desemboque en patologías mentales y menos causaría una desconexión de algunas partes. Cuanto más se entrene en hacer varias actividades al mismo tiempo, menos energía empleará el cerebro en realizar esas mismas funciones en un futuro, pues no necesitará crear los enlaces sinápticos necesarios que le permiten ese tipo de “multitarea”. Los hombres con igual altura y superficie corporal que las mujeres tienen en promedio cerebros 100 gramos más pesados, aunque estas diferencias no se relacionan con el número de neuronas de materia gris o con las medidas generales del sistema cognitivo. El cerebro es muy blando con una consistencia similar a la gelatina blanda. A pesar de ser conocida como «materia gris», la corteza es de un color beige rosado y de color blanquecino en el interior. El cerebro de Einstein pesaba 1.230 g, inferior al promedio, empero sus lóbulos parietales, importantes en el razonamiento espacial y matemático eran más grandes y simétricos que en personas de edad parecida. Se encontró también que la cisura de Silvio y los opérculos parietales estaban prácticamente ausentes, algo que quizá permitiera una conexión nerviosa más eficaz y, por tanto, una mayor inteligencia,

La vastedad y los recursos del cerebro son tan eficientes que el hombre puede elegir cada una de las 10 000 000 000 de oraciones diferentes de que dispone una lengua culta. Puede almacenar información que “llenaría unos veinte millones de volúmenes, como en las mayores bibliotecas del mundo” y a diferencia del de cualquier otro animal, triplica su tamaño en el primer año.

Dada su gran capacidad de optimizar la energía, las neuronas siempre interaccionan para evitar un costo mayor, por lo que las regiones ‘no usadas’ no se optimizan y es más costosa de mantener, su tendencia es a morir y no a quedar en blanco (como sí hacen los ordenadores). La gran ventaja del cerebro frente a un ordenador, no es la capacidad de almacenamiento ni de proceso de información, sino la de adaptación y constante búsqueda de la optimización de la energía por la modificación de su propio ‘Hardware’.

Cada hemisferio del cerebro interactúa principalmente con la mitad del cuerpo, pero por razones que no están claras, las conexiones se cruzan: el lado izquierdo del cerebro interactúa con el lado derecho del cuerpo, y viceversa. Hay, sin embargo, varias excepciones que implican el lenguaje y la cognición espacial. En la mayoría de las personas, el hemisferio izquierdo es “dominante” para el lenguaje: una lesión que dañe un área clave del lenguaje en el hemisferio izquierdo pueden dejar a la víctima incapaz de hablar o entender el habla, mientras que un daño equivalente en el hemisferio derecho podría causar sólo una ligera incapacidad en las habilidades del lenguaje.

Nuestra comprensión de las interacciones entre los dos hemisferios se conoce a través de personas que se sometieron a la transección quirúrgica del cuerpo calloso para reducir la gravedad de las crisis epilépticas (La epilepsia es mucho más que convulsiones y afecta más de 50 millones de personas en el mundo). En algunos casos estos pacientes se comportan casi como dos personas diferentes en un mismo cuerpo, con la mano derecha realizando una acción y la mano izquierda la deshace.

Que cada hemisferio se haya especializado en procesar la información de manera diferente es un beneficio que nos ha dado la evolución con un proceso más lineal y secuencial a cargo del hemisferio izquierdo y uno más holístico y global a cargo del hemisferio derecho.

En los humanos, es el hemisferio izquierdo el que por lo general contiene las áreas especializadas en el lenguaje. Si bien esto es cierto para el 97% de la gente diestra, cerca del 19% de la gente zurda tiene sus áreas del lenguaje en el hemisferio derecho y hasta el 68% de ellos tienen algunas habilidades lingüísticas, tanto en el hemisferio izquierdo como en el derecho. El izquierdo procesa tanto la semántica como la sintáxis del discurso, mientras que el derecho procesa la emocionalidad del lenguaje, la prosodia del discurso y el lenguaje no verbal, por ejemplo, los movimientos corporales.  Estudios en la infancia han demostrado que si un niño sufre una lesión en el hemisferio izquierdo, el niño puede desarrollar el lenguaje en el hemisferio derecho en su lugar. Cuanto más joven sea el niño, mejor será la recuperación.

La paradoja de Moravec demuestra que el razonamiento requiere de poca computación, mientras que las habilidades sensoriales y motoras, no conscientes y compartidas con otros muchos animales, requieren de grandes esfuerzos computacionales.

El cerebro para funcionar necesita que la sangre aporte energía (azúcar) y el oxígeno por lo que conviene una alimentación con pocas grasas saturadas y colesterol, con grasas insaturadas (nueces, aceite de colza, pescado azul), fosfolípidos (lecitina), alimentos integrales, fibras y vitaminas (especialmente ácido fólico, vitaminas C, E y betacaroteno); minerales (hierro y zinc), antioxidantes (selenio).

La infección del cerebro es rara pero muy grave cuando se produce. La infección de la meninges, la membrana que cubre el cerebro, puede llevar a meningitis. La encefalopatía espongiforme bovina («enfermedad de las vacas locas»), es mortal en ganado y humanos y el kuru es una enfermedad degenerativa similar. Ambas se vinculan a la ingestión de tejido nervioso, y pueden explicar la tendencia en humanos y algunas especies no humanas para evitar el canibalismo.

Otras enfermedades degenerativas son la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple y la enfermedad de Alzheimer. Trastornos psiquiátricos, como la esquizofrenia, la neurosis, el trastorno bipolar, el trastorno de estrés post-traumático o la depresión, son causados (al menos parcialmente) por disfunciones cerebrales, aunque la naturaleza de tales anomalías no es bien conocida. Estos trastornos se tratan mediante psicoterapia, psicofármacos o intervención social y trabajo de recuperación personal; los problemas subyacentes y los pronósticos varían considerablemente entre individuos.

La enfermedad de Tay-Sachs, el síndrome del X frágil y el síndrome de Down están relacionados con errores genéticos y cromosómicos. Muchos otros síndromes, como el intrínseco trastorno del ritmo circadiano, también se sospecha que son congénitas.

La prevención de enfermedades se basa en: mantener una alimentación sana y rica en vegetales oscuros y frutas, hacer ejercicios aeróbicos y actividades como leer libros, escribir cartas y aprender un nuevo idioma, cuidar la calidad del sueño (8 horas cada noche), evitar alimentos con alto contenido de grasa y azúcar, tratar la hipertensión, el colesterol alto y la diabetes.

Clínicamente, la muerte se define como la ausencia de actividad cerebral medida por EEG (electroencefalografía). Los traumatismos craneales causados, por ejemplo, por accidentes vehiculares o industriales, son la causa principal de muerte en la juventud y la mediana edad. En muchos casos, la mayoría del daño es causado por los edemas resultantes, más que por el impacto en sí. Las apoplejías, provocadas por la obstrucción o ruptura de vasos sanguíneos en el cerebro, son otra importante causa de muerte.

Agamben narra el curioso caso del abogado defensor Andrew Lyons, quien “acusado ante un tribunal californiano de haber matado a un hombre de un tiro de pistola, objetó que la causa de la muerte no había sido el proyectil lanzado por su cliente, sino la extracción de su corazón, llevada a cabo en estado de muerte cerebral, por el cirujano Norman Shumway para efectuar un trasplante. El cirujano no fue inculpado pero no es posible leer sin incomodidad la declaración con que convenció al tribunal de su inocencia: “afirmó que un hombre cuyo cerebro ha muerto, está muerto. Este es el único criterio universalmente aplicable, porque el cerebro es el único órgano que no puede ser trasplantado”. En definitiva, el Estado suplanta a la medicina y a la ciencia y decide, sobre la base de criterios pragmáticos, cuando debe considerarse que una persona ha muerto.