Um sistema sensorial é a parte do sistema nervoso que consiste em vias neurais, receptores sensoriais e partes do cérebro que processam informações sensoriais. Os receptores sensoriais reconhecem estímulos dos ambientes interno e externo, as vias neurais conduzem as informações dos estímulos ao cérebro, e o cérebro processa as informações. O sistema sensorial humano é subdividido em sistema somatossensorial, sistema visual, sistema auditivo e vestibular, sistema gustatório e sistema olfativo.
Receptores sensoriais são terminações nervosas especializadas que codificam tipo, localização espacial, intensidade, duração, limiar e frequência de estímulos. Os estímulos podem vir do ambiente interno ou externo e estimulam os receptores sensoriais. Os receptores sensoriais são classificados de acordo com o tipo de estímulo ao qual respondem. Nos seres humanos, os diferentes tipos de receptores sensoriais no sistema somatossensorial incluem os mecanorreceptores, os termorreceptores, os nociceptores e os receptores de estiramento do fuso muscular. Os sistemas sensoriais para visão, audição e equilíbrio, paladar e olfação, cada um tem seu próprio conjunto de receptores sensoriais.
Os mecanorreceptores detectam alterações na pressão ou no toque. Os termorreceptores reconhecem mudanças na temperatura. Os nociceptores detectam calor excessivo e pressão severa que causam dano ao tecido e liberação de produtos químicos pelo tecido danificado. Os receptores de alongamento do fuso muscular detectam postura e movimento.
Fotorreceptores são encontrados no sistema visual. Eles contêm fotopigmentos que absorvem a energia da luz. As células ciliadas do órgão de Corti são encontradas no sistema auditivo e vestibular. Eles detectam ondas de pressão de estímulos sonoros, bem como alterações de postura e movimento. Os sistemas gustativo e olfativo dependem de quimiorreceptores que detectam gostos e odores, respectivamente.
Esses receptores sensoriais convertem os estímulos em energia elétrica, que é conduzida ao longo das vias neurais. As vias neurais do sistema sensorial são neurônios aferentes que divergem e sinapses que conduzem informações, a energia elétrica, a partir de um único estímulo. No sistema somatossensorial, as vias neurais mais importantes são a via dorsal da coluna medial do lemnisco e o trato espinotalâmico. Uma via neural no sistema visual envolve um nervo óptico, enquanto os do sistema auditivo e vestibular envolvem o nervo coclear e o nervo vestibular, respectivamente. Os receptores do sistema gustatório envolvem nervos faciais, glossofaríngeos e vagos que sinapsam no núcleo do trato solitário encontrado no cérebro e, finalmente, os receptores do sistema olfativo envolvem nervos olfativos que se conectam aos glomérulos olfativos encontrados na base do crânio cavidade, logo abaixo do lobo frontal do cérebro.
Exceto pelo sistema olfativo, as vias neurais conduzem informações para o tálamo e as informações são transmitidas para o local apropriado no córtex cerebral. As informações dos estímulos visuais são transmitidas ao lobo occipital, enquanto as dos estímulos auditivos e vestibulares são transmitidas ao lobo temporal e ao tronco cerebral e cerebelo, respectivamente. Informações de estímulos gustativos e somatossensoriais são transmitidas ao lobo parietal. Embora as informações dos estímulos olfativos possam atingir o tálamo, sua via neural não precisa transmitir informações ao tálamo. A informação é transmitida diretamente para o lobo frontal do córtex cerebral.