اصطلاح آگاهی از جمله اصطلاحاتی است که ظاهراً واضح به نظر می‌رسد اما نه تا زمانی که بخواهید آن را تعریف کنید. بسیاری از افراد از این اصطلاح به طور متفاوتی استفاده می‌کنند. لزوماً روانشناسان آگاهی را آن طور که Vedic yogi می‌گوید، تعریف نمی‌کنند. آگاهی یک پدیده گریزان از درک می‌باشد به این دلیل که توافق بر سر معنای این کلمه تا حدی مشکل است.
همانند بسیاری از چیزهای دیگر در زندگی، آگاهی نیز شاید هنگامی که از بین می‌رود به بهترین وجه درک شود. با بررسی علل مختلف کاهش سطح هوشیاری توسط متخصصان مغز و اعصاب می‌توان تعیین کرد که چه ساختارها و مواد شیمیایی مغز در حفظ هوشیاری و آگاهی از محیط اطراف اهمیت دارند. اکثر اوقات، متخصصان مغز و اعصاب تقسیم هوشیاری را به دو مولفه مختلف مفید می‌دانند.
به عنوان مثال، محتوای آگاهی از شبکه‌های عصبی تشکیل شده است که مدیریت حس‌ها، حرکت‌ها، حافظه و عواطف را بر عهده دارد. از سوی دیگر، برانگیختگی یا حس آگاهی بیشتر شامل موارد زیر می‌باشد:
علوم اعصاب، پژوهشی علمی است که سیستم عصبی را مورد بررسی قرار می‌دهد. سیستم عصبی متشکل از مغز، نخاع و اعصاب پیرامون است که تعیین‌کننده ویژگی‌های منحصربه فردی همچون چگونگی تفکر و حرکت می‌باشد. مطالبی که در نوروساینس مورد بحث قرار می‌گیرند عبارتند از: مغز و اجزای تشکیل‌دهنده آن، نحوه‌ی عملکرد مغز، ارتباط برقرار کردن آن با قسمت‌های مختلف بدن و منشا شکل‌گیری احساسات.
اولین مطالعه سیستم عصبی توسط مصریان باستان صورت گرفت. مصریان باستان اعتقاد داشتند جایگاه ذخیره اطلاعات قلب است و به همین خاطر هنگام مومیایی کردن اجساد، مغز را خارج و قلب را نگه می‌داشتند. تا زمان یونانی بقراطها این دیدگاه که قلب منشأ آگاهی بود، مورد چالش قرار نگرفت. چرا که او معتقد بود از آنجا كه اغلب ارگان‌هاي تخصصي (مانند چشم، گوش، زبان) در ناحيه نزديك مغز قرار دارند، بنابراین مغز می‌تواند جایگاه احساسات است.
دانشمند یونانی ارسطو، چند صد سال بعد فرضیه‌ای را که توسط پیشینیانش تعیین شده بود را به چالش کشید و اعلام کرد که مغز مکانیسمی بدنی برای خنک کردن خون محسوب می‌شود و جایگاه هوش در مغز انسان می‌باشد. او معتقد بود اگر مغز لمس شود، هیچ گونه حسی در فرد ایجاد نمی‌شود، بنابراین نتیجه گرفت قلب انسان محل وقوع حس‌های مختلف است نه مغز.
پس از اختراع میکروسکوپ، رامون ای کاخال که برخی او را پدر علوم اعصاب نیز می‌نامند، اولین کسی بود که موفق شد یک سلول عصبی را با میکروسکوپ مشاهده کند و ثابت کند که سلولهای عصبی نسبت به دیگر سلولهای بدن متمایز است. او همچنین در سال 1906 به خاطر مطالعه سیستم عصبی برنده جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی شد.
ساقه مغز تنها به اندازه انگشت شست شما است اما بسیاری از ساختارهای اساسی برای تنفس، حرکت و برای بیدار ماندن و هوشیاری را شامل می‌شود. انتقال دهنده‌های عصبی مانند نوراپی نفرین که تقریباً در هر قسمت دیگر از مغز آزاد می‌شوند، باعث افزایش فعالیت مغز می‌شوند.
یکی از مهم‌ترین قسمت‌ها برای بیدار ماندن، سیستم فعال ساز شبکه‌ای مغز (RAS) در ساقه مغز می‌باشد. سیستم فعال ساز شبکه‌ای مغز از قسمت‌های دیگر مغز از جمله مسیرهای حسی از نخاع سیگنال‌هایی را دریافت می‌کند (بنابراین اگر احساس ناراحتی دارید از خواب بیدار می‌شوید).
همچنین سیستم فعال‌ساز شبکه‌ای مغز، سیگنال‌های تحریک کننده‌ای را به بسیاری از قسمت‌های دیگر مغز ارسال می‌کند. به عنوان مثال، RAS با پیشامغز بنیادی ارتباط برقرار می‌کند و سیگنال‌های تحریک‌کننده را در سراسر قشر مغز پخش می‌کند. قسمت‌های تحتانی لوب پیشانی هم در طول بیداری و هم در زمان خواب فعال می‌باشد.
RAS سیگنال‌هایی را به هیپوتالاموس نیز ارسال می‌کند که عملکردهایی همچون ضربان قلب را کنترل می‌کند و با آزاد کردن هیستامین شما را بیدار نگه می‌دارد. بیشتر این هیستامین خارج از مغز می‌باشد که در واکنش‌های آلرژیک و پاسخ‌های ایمنی نقش دارد. اخیراٌ، سلولهای عصبی حاوی هیستامین در مغز یافت شده‌اند که در حفظ هوشیاری موثر هستند. به همین دلیل است که با مصرف آنتی هیستامین‌ها مانند بنادریل، فرد دچار خواب‌الودگی می‌شود.
همچنین RAS با تالاموس در ارتباط است. تالاموس علاوه بر اینکه نقش مهمی در حفظ هوشیاری طبیعی دارد به عنوان ایستگاه تقویت اطلاعات حسی که به قشر مغز می‌رسند نیز عمل می‌کند و دستورات حرکت از ساقه مغز به بدن را صادر می‌کند. اگر تالاموس اطلاعات حسی مانند فرو رفتن نوک یک سنجاق به پا را به قشر مغز بازپخش و تقویت نکند، شخص کاملاٌ از چنین اتفاقی ناآگاه خواهد بود.
سطح مغز را قشر مغز پوشش می‌دهد و حجم زیادی از اطلاعات در آنجا پردازش می‌شوند. نواحی مختلف قشر مغز کنترل زبان، حافظه و حتی شخصیت شما را بر عهده دارد. با وجود اینکه اگر بخشی از قشر مغز آسیب ببیند ممکن است منجر به از دست دادن هوشیاری نشود، اما می‌تواند به از دست رفتن آگاهی شما از بخشی از محیط اطرافتان منجر شود.
به عنوان مثال، بسیاری از افرادی که دچار سکته مغزی یا ضایعات دیگری در لوب آهیانه‌ای راست خود می‌شوند آگاهی خود را نسبت به سمت چپ محیط خارجی اطراف خود از دست می‌دهند که این نشانه با عنوان غفلت شناخته می‌شود. مثلاً اگر از شما خواسته شود که یک ساعت یا یک اتاق را نقاشی کنید، شما تنها بخش سمت راست آن را می‌کشید. در موارد شدیدتر، افراد مبتلا به غفلت حتی دست چپشان را نیز نمی‌توانند تشخیص دهند و حتی اگر دست در مقابلشان هم باشد ممکن است ادعا کنند که این دست متعلق به شخص دیگری می‌باشد. این نوعی از، از دست دادن محتوای هوشیاری به شمار می‌آید هرچند که فرد کاملاٌ بیدار باشد.
اگر بسیاری از نواحی مختلف قشر مغز آسیب دیده باشند و یا اگر فرد دچار صدمه به تالاموس یا ساقه مغز شده باشد، ممکن است به حالت کما برود. در واقع کما حالت شدیدی از، از دست دادن هوشیاری می‌باشد که بیدار کردن شخص غیر ممکن می‌شود. موارد مختلفی باعث به وجود آمدن حالت کما می‌شوند و احتمال بهبودی در حالت کما نیز متفاوت است. مطالعه آگاهی نیز امری بسیار پیچیده است. آگاهی به یکپارچگی چندین شبکه بهم پیوسته در سیستم عصبی وابسته است. بنابراین می‌توان گفت آگاهی در بهترین حالت یک توهم است.
علاوه بر این، در حالی که ما در مورد چند قسمت از مغز که با سطح هوشیاری و بیداری فرد در ارتباط هستند صحبت کردیم اما باید بدانیم که هوشیاری بیشتر از آنکه یک سوییچ روشن-خاموش باشد یک سوییچ تاریک کننده است که سایه روشن‌های مختلفی را در بر می‌گیرد. افراد سالم هر روز و هر شب از این سایه‌های هوشیاری عبور می‌کنند. درک سطح هوشیاری به ویژه برای افرادی که نمی‌توانند به خاطر بیماری‌های عصبی واکنش نشان دهند، کاملاٌ چالش برانگیز است.
