Le cerveau humain est la structure la plus compliquée que nous connaissions. En gros, il est composé de trois catégories de cellules : les cellules nerveuses (neurones), les cellules gliales et finalement les cellules dont les parois du système vasculaire sont constituées. Le nombre de neurones correspond  approximativement au nombre moyen d’étoiles contenues dans une galaxie (vers les cent milliards). La communication entre ces cellules est réalisée via le déplacement de potentiels électriques et la libération de substances messagères, les neurotransmetteurs, qui au niveau de surfaces de contact (les synapses) excitent ou inhibent les neurones recevant les informations respectives. Ainsi, chaque neurone peut « téléphoner » avec des milliers de partenaires. Il en résulte des réseaux de communication très complexes et modifiables qui sont entre autres à l’origine de nos capacités perceptives, comportementales, cognitives et de notre vie émotionnelle. Les cellules gliales peuvent à leur tour contrôler et modifier la communication neuronale. En outre, elles exercent des fonctions immunitaires dans le cadre d’infections, de réactions inflammatoires et d’exposition au stress. Le bon fonctionnement de toutes les fonctions complexes mentionnées dépend d’une mise à disposition suffisante d’oxygène et de glucose par la circulation sanguine. Si cette circulation est perturbée ou si l’échange des neurotransmetteurs est déréglé, il y a des dysfonctionnements qui se manifestent par des pathologies neurologiques ou psychiatriques, tels que les accidents vasculaires cérébraux, les épilepsies, les états dépressifs et les états psychotiques.