O encéfalo é a estrutura conhecida mais complexa do Universo. Possui muitos componentes altamente especializados, cada um responsável por funções específicas. É simultaneamente robusto e plástico, pois consegue continuar a funcionar mesmo com componentes danificadas e é capaz de se adaptar a novas memórias e funções.
O encéfalo é constituído por várias estruturas, entre as quais: o cérebro, o cerebelo e o bolbo raquidiano. Estes três órgãos, juntamente com a medula espinal são genericamente designados de centros nervosos.

O cérebro constituí a porção mais volumosa do encéfalo, pesando num adulto cerca de 1200 gramas. Está parcialmente dividido por um sulco mediano profundo, que individualiza duas partes simétricas - os hemisférios cerebrais. Cada hemisfério é percorrido à sua superfície, por inúmeros sulcos, que formam vários lobos e circunvoluções cerebrais. Estas circunvoluções permitem um enorme aumento da área cerebral.
O cerebelo situa-se na parte posterior do encéfalo. É uma massa nervosa que pesa cerca de 150 gramas no homem adulto e na qual é possível identificar três lobos: um meridiano (o vérmis) e dois laterais (os hemisférios cerebelosos).
O bolbo raquidiano tem cerca de 3 cm de comprimento e situa-se no interior do crânio. Prolonga-se pelo canal raquidiano, estabelecendo a ligação entre o encéfalo e a medula espinal, pelo que pode ser considerado uma extensão dilatada desta.

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