３.１ 人間の遺伝学
遺伝子は、特定の形質をコードするDNAの配列です。ある遺伝子の異なるバージョンを対立遺伝子と呼び、対立遺伝子は優性（顕性）または劣性（潜性）に分類されることがあります。優性対立遺伝子は常に優性の表現型となります。劣性の表現型が現れるためには、劣性対立遺伝子がホモ接合体である必要があります。遺伝子は身体的および心理的な特性に影響を与えます。最終的には、遺伝子がいつどのように発現し、どのような結果が得られるか――身体的・心理的特性の両方――が、遺伝子と環境との相互作用によって決まるのです。
３.２ 神経系の細胞
神経系を構成する細胞タイプには、グリア（神経膠細胞）とニューロン（神経細胞）の２種類があります。一般にグリアは補助的な役割を担っていますが、ニューロン間のコミュニケーションは神経系に関連するすべての機能の基礎となるものです。ニューロンのコミュニケーションは、ニューロンの特殊な構造によって可能となります。ニューロンの細胞体には細胞核があり、樹状突起は細胞体から樹木のように枝分かれして伸びています。軸索は細胞体のもう一つの主要な延長です。軸索はしばしばミエリン鞘で覆われており、それが神経インパルスの伝達速度を向上させています。軸索の末端には、神経伝達物質で満たされたシナプス小胞を含む終末ボタンがあります。
ニューロン間のコミュニケーションは電気化学的なイベントです。樹状突起には、近くのニューロンから放出される神経伝達物質の受容体があります。他のニューロンから受け取った信号が十分に強い場合、活動電位が軸索を伝わって終末ボタンに至り、その結果、神経伝達物質がシナプス間隙に放出されます。活動電位は「全か無か」の原理で作動し、ニューロンの細胞膜を横切ってNa+とK+が移動します。
神経伝達物質には、それぞれ異なる機能があります。多くの場合、精神疾患には、特定の神経伝達系におけるアンバランスが関与しています。そのため、神経伝達物質のバランスを取り戻すために、向精神薬が処方されます。薬物は、ある神経伝達系に対して、アゴニストとしてもアンタゴニストとしても働くことができます。
３.３ 神経系
中枢神経系は、脳と脊髄から構成されています。末梢神経系は、体性神経系と自律神経系から構成されています。体性神経系は、感覚信号と運動信号を中枢神経系に伝達し、また中枢神経系との間で伝達を行います。自律神経系は、臓器や腺の機能を制御しており、交感神経系と副交感神経系に分けられます。交感神経の活性化は闘争や逃走に備えるものであり、副交感神経の活性化はリラックスした状態での正常な機能に関連しています。
３.４ 脳と脊髄
脳は2つの半球からなり、それぞれが身体の反対側を支配しています（右半球が左半身、左半球が右半身）。それぞれの半球は、前頭葉、頭頂葉、側頭葉、後頭葉という異なる葉に細分化することができます。
前脳には、大脳皮質の葉のほかに、視床（感覚の中継器）、大脳辺縁系（感情と記憶の回路）があります。中脳には、睡眠と覚醒に重要な網様体、黒質、腹側被蓋野があります。これらの構造は、運動、報酬、および中毒のプロセスに重要です。後脳には脳幹の構造（延髄、橋、中脳）があり、呼吸や血圧などの自動的な機能を制御しています。後脳には小脳もあり、運動やある種の記憶の調整に役立っています。
脳に損傷を受けた人は、脳のさまざまな領域の役割に関する情報を得るために、広範囲に渡って研究されています。また、近年の技術の進歩により、脳の構造や機能を画像化することで、同様の情報を得ることができるようになりました。これらの技術には、CT、PET、MRI、fMRI、EEGなどがあります。
３.５ 内分泌系
内分泌系の腺は、ホルモンを分泌して正常な身体機能を調節しています。視床下部は神経系と内分泌系のインターフェースとして機能し、下垂体の分泌を制御しています。下垂体はマスター腺として、他のすべての腺の分泌を制御しています。甲状腺は基礎代謝過程と成長に重要なサイロキシンを分泌し、副腎はストレス反応に関わるホルモンを分泌し、膵臓は血糖値を調節するホルモンを分泌し、卵巣と精巣は性的動機と行動を調節する性ホルモンを分泌します。
