Otak (bahasa Inggris: encephalon) adalah pusat sistem saraf (bahasa Inggris: central nervous system, CNS) pada vertebrata dan banyak invertebrata lainnya.
Otak manusia adalah struktur pusat pengaturan yang memiliki volume sekitar 1.350cc dan terdiri atas 100 juta sel saraf atau neuron. Otak mengatur dan mengkordinir sebagian besar, gerakan, perilaku dan fungsi tubuh homeostasis seperti detak jantung, tekanan darah, keseimbangan cairan tubuh dan suhu tubuh. Otak manusia bertanggung jawab terhadap pengaturan seluruh badan dan pemikiran manusia. Oleh karena itu terdapat kaitan erat antara otak dan pemikiran. Otak dan sel saraf didalamnya dipercayai dapat memengaruhi kognisi manusia. Pengetahuan mengenai otak memengaruhi perkembangan psikologi kognitif. Otak juga bertanggung jawab atas fungsi seperti pengenalan, emosi. ingatan, pembelajaran motorik dan segala bentuk pembelajaran lainnya. Otak terbentuk dari dua jenis sel: glia dan neuron. Glia berfungsi untuk menunjang dan melindungi neuron, sedangkan neuron membawa informasi dalam bentuk pulsa listrik yang di kenal sebagai potensi aksi. Mereka berkomunikasi dengan neuron yang lain dan keseluruh tubuh dengan mengirimkan berbagai macam bahan kimia yang disebut neurotransmiter. Neurotransmiter ini dikirimkan pada celah yang dikenal sebagai sinapsis. Avertebrata seperti serangga mungkin mempunyai jutaan neuron pada otaknya, vertebrata besar bisa mempunyai hingga seratus miliar neuron.
Neuron otak mengandung dua jenis asam lemak PUFA (bahasa Inggris: polyunsaturated fatty acids), yaitu asam arakidonat (AA) dan asam dokosaheksaenoat (DHA) yang terletak pada posisi sn2 dari molekul fosfogliserida dalam membran sel neuron. PUFA dapat terlepas dari fosfogliserida oleh stimulasi fosfolipase PLA-2. Molekul AA yang terlepas akan diproses oleh enzim siklo oksigenase menjadi prostaglandin dan tromboksana, atau diproses oleh enzim 5-lipo oksigenase menjadi lipoksin. Baik AA maupun DHA dapat diproses oleh enzim lipo oksigenase guna membentuk senyawa turunan hidroksi dan leukotriena.

Bagian otak manusia
Pada anatomi otak vertebrata, otak depan (bahasa Inggris: prosencephalon, forebrain) adalah bagian atas dari otak. Pada tahap perkembangan sistem saraf pusat (bahasa Inggris: five-vesicle stage), otak depan berkembang dan memisahkan diri menjadi otak besar dan diensefalon. Jika pada masa embrio, otak depan mengalami hambatan untuk berkembang menjadi kedua lobus ini, maka akan terjadi suatu kondisi yang disebut holoprosensefali (bahasa Inggris: holoprosencephaly).

> Otak besar
Otak besar (bahasa Inggris: telencephalon, cerebrum) adalah bagian depan yang paling menonjol dari otak depan. Otak besar terdiri dari dua belahan, yaitu belahan kiri dan kanan. Setiap belahan mengatur dan melayani tubuh yang berlawanan, belahan kiri mengatur tubuh bagian kanan dan sebaliknya. Jika otak belahan kiri mengalami gangguan maka tubuh bagian kanan akan mengalami gangguan, bahkan kelumpuhan. Tiap belahan otak depan terbagi menjadi empat lobus yaitu frontal, pariental, okspital, dan temporal. Antara lobus frontal dan lobus pariental dipisahkan oleh sulkus sentralis atau celah Rolando.
Istilah telencephalon mengacu pada struktur embrio yang kemudian berkembang menjadi cerebrum:
• Dorsal telencephalon atau pallium berkembang menjadi cerebral cortex
• Ventral telencephalon atau sub-pallium berkembang menjadi basal ganglia.

> Korteks otak besar
Korteks otak besar (bahasa Inggris: cerebral cortex, grey matter) merupakan lapisan tipis berwarna abu-abu yang terdiri dari 15 - 33 miliar neuron yang masing-masing tersambung ke sekitar 10.000 sinapsis, satu milimeter kubik terdapat kurang lebih satu miliar sinapsis. Komunikasi yang terjadi antar neuron dalam bentuk deret panjang pulsa sinyal yang disebut potensial aksi dimungkinkan melalui fiber protoplamik yang disebut akson yang dapat dikirimkan hingga ke bagian jauh dari otak atau tubuh untuk menemukan reseptor seltertentu. Terdapat enam lapisan korteks, neokorteks/isokorteks, arcikorteks, paleokorteks, allokorteks yang berlipat-lipat sehingga permukaannya menjadi lebih luas dengan ketebalan 2 hingga 4 mm. Lapisan korteks terdapat berbagai macam pusat saraf yang mengendalikan ingatan, perhatian, persepsi, pertimbangan, bahasa dan kesadaran.

>Ganglia dasar
Ganglia dasar (bahasa Inggris: basal ganglia, white matter) merupakan lapisan yang berwarna putih. Lapisan dalam banyak mengandung serabut saraf, yaitu Dendrit dan Neurit, Otak besar merupakan pusat saraf utama, karena memiliki fungsi yang sangat penting dalam pengaturan semua aktivitas tubuh, khususnya berkaitan dengan kepandaian (inteligensi), ingatan (memori), kesadaran, dan pertimbangan.
Secara terperinci, aktivitas tersebut dikendalikan pada daerah yang berbeda.
• Di depan celah tengah (sulkus sentralis) terdapat daerah motor yang berfungsi mengatur gerakan sadar. Bagian paling bawah pada korteks motor tersebut mempunyai hubungan dengan kemampuan bicara.
• Daerah Anterior pada lobus frontalis berhubungan dengan kemampuan berpikir.
• Di belakang (Posterior) sulkus entralis merupakan daerah sensori. Pada daerah ini berbagai sifat perasaan dirasakan kemudian ditafsirkan.
• Daerah pendengaran (auditori) terletak pada lobus temporal. Di daerah ini, kesan atau suara diterima dan diinterpretasikan.
• Daerah visual (penglihatan) terletak pada ujung lobus oksipital yang menerima bayangan dan selanjutnya bayangan itu ditafsirkan. Adapun pusat pengecapan dan pembauterletak di lobus temporal bagian ujung anterior.
Diensefalon
Diensefalon (bahasa Inggris: diencephalon, interbrain) adalah bagian otak yang terdiri dari:
• mid-diencephalic territory
• pretalamus / ventral talamus / subtalamus, terletak di bawah kelenjar hipotalamus. Nuklei berupa zona incerta, thalamic reticular nucleus, dan fields of Forel. Pretalamus terpola sinyal SHH (bahasa Inggris: sonic hedgehog homolog) dari ZLI dan setelah itu membuat koneksi yang berbeda-beda ke striatum (caudate nucleus dan putamen) dalam otak depan, ke talamus (gugus medial dan lateral nucleus) dalam otak kecil, dan ke red nucleus dan substantia nigra dalam otak tengah. Pretalamus ditengarai mempunyai andil dalam pengendalian pola konsumsi termasuk defecation dan copulation.
• zona limitan intratalamika (bahasa Inggris: zona limitans intrathalamica, ZLI) yang berfungsi sebagai pusat sinyal layaknya cerebrum dan sebagai pembatas antara talamusdan pretalamus.
• talamus / dorsal talamus yang berfungsi antara lain menghubungkan komunikasi antar belahan otak besar.
• hipotalamus, merupakan pusat pengendalian waktu biologis, suhu tubuh dan sekresi hormon dan fungsi biologis lain. Hipotalamus terletak di dasar otak depan.
• epitalamus
• pretektum

>Otak tengah
Otak tengah (bahasa Inggris: mesencephalon) adalah bagian otak yang mempunyai struktur:
• tektum, terdiri dari 2 pasang colliculi yang disebut corpora quadrigemina:
• inferior colliculi, terlibat pada proses pendengaran. Sinyal yang diterima dari berbagai nukleus batang otak diproyeksikan menuju bagian dari talamus yang disebut medial geniculate nucleus untuk diteruskan menuju korteks pendengaran primer (bahasa Inggris: primary auditory cortex).
• superior colliculi, berperan sebagai awal proses visual dan pengendalian gerakan mata
• cerebral peduncle
• tegmentum adalah jaringan multi-sinapsis yang terlibat pada sistem homeostasis dan lintasan refleks.
• crus cerebri
• substantia nigra
Otak belakang
Otak belakang (bahasa Inggris: myelencephalon, metencephalon, rhombencephalon) meliputi jembatan Varol (bahasa Inggris: pons, pons Varolii), sumsum lanjutan (bahasa Inggris: medulla oblongata), dan otak kecil (bahasa Inggris: cerebellum). Ketiga bagian ini membentuk batang otak (bahasa Inggris: brainstem).
• Jembatan Varol berisi serabut saraf yang menghubungkan lobus kiri dan kanan otak kecil, serta menghubungkan otak kecil dengan korteks otak besar.
• Sumsum lanjutan membentuk bagian bawah batang otak serta menghubungkan jembatan pons dengan sumsum tulang belakang. Sekelompok neuron pada formasi retikular di dalam sumsum lanjutan berfungsi mengontrol sistem pernapasan, dan syaraf kranial yang berfungsi mengatur laju denyut jantung juga berada pada sumsum ini.[3] Selain itu juga berperan sebagai pusat pengatur refleks fisiologi, tekanan udara, suhu tubuh, pelebaran atau penyempitan pembuluh darah, gerak alat pencernaan, dan sekresi kelenjar pencernaan. Fungsi lainnya ialah mengatur gerak refleks, seperti batuk, bersin, dan berkedip.

>Otak Kecil
Otak kecil (bahasa Inggris: cerebellum) merupakan bagian terbesar otak belakang. Otak kecil ini terletak di bawah lobus oksipital serebrum. Otak kecil terdiri atas dua belahan dan permukaanya berlekuk-lekuk. Fungsi otak kecil adalah untuk mengatur sikap atau posisi tubuh, keseimbangan dan koordinasi gerakan otot yang terjadi secara sadar. Jika terjadi cedera pada otak kecil, dapat mengakibatkan gangguan pada sikap dan koordinasi gerak otot. Gerakan menjadi tidak terkoordinasi.

> Penyakit Mati otak
Mati otak mengacu kepada kondisi tiadanya distribusi darah dan oksigen (O2 ) ke otak yang menyebabkan seluruh sistem otak (termasuk batang otak, saraf dan bagian-bagian otak lain yang mengatur aktivitas-aktivitas penghidupan seperti pernapasan dan denyut jantung) tidak lagi bekerja dengan sempurna dan keseluruhan. Kehilangan fungsi otak ini umumnya tidak lagi dapat dipulihkan, akhirnya membawa kepada masalah kematian otak. Untuk segelintir pasien, kematian otak dapat terjadi sebelum denyut jantung mereka berhenti sepenuhnya.
Hal ini mungkin terjadi apabila pasien itu mengalami koma akibat kondisi-kondisi seperti yang disebutkan berikut dan telah mendapat perawatan bantuan pernapasan dari mesin khusus pernafasan (ventilator) seperti yang terjadi di unit perawatan rapi:
• Kecedaran otak yang menyebabkan bengkak otak,
• Pendarahan otak yang parah terjadi secara spontan,
• Otak bengkak yang teruk kerana diserang jangkitan kuman,
• Strok yang akut ataupun teruk.

1. Membiasakan aktif menjadi kidal dan juga kanan

Lakukan tugas dengan tangan non-dominan. Jika biasanya menggunakan tangan kidal (kiri) maka gunakan tangan kanan dan sebaliknya. Contohnya saat menggunakan Handphone, saat menulis, menggosok gigi, dan mengikat sepatu dengan arah berlawanan. Menurut Franklin Institute, jenis latihan ini dapat memperkuat hubungan saraf yang ada dan bahkan membentuk saraf baru.

2. Membaca

Membaca dapat melenturkan otot-otot otak, baik bacaan yang ringan (seperti komik atau novel) maupun bacaan informasi. Dan menurut studi Dr. Nikolaos Scarmeas pada tahun 2001, membaca dapat membantu membangun 'cadangan kognitif' untuk menunda timbulnya demensia.

3. Bermain puzzle atau teka-teki silang

Sudoku, kotak rubik, TTS dan jenis puzzle lainnya, dapat melatih otak khususnya otak kiri, menurut pusat pelatihan kognitif Learning Rx. Tambahkan strategi baru untuk mengefektifkan latihan otak, misalnya memecahkan teka-teki silang dengan tema yang tidak biasa.

4. Bermain permainan strategi

Permainan strategi seperti catur, monopoli atau game yang ada pada komputer lainnya, akan menggunakan otak kanan yang dapat membantu orang untuk lebih berpikir kreatif.

5. Ubah rutinitas

Menurut Lawrence Katz, profesor Neurobiologi di Duke University Medical Center, mengubah rutinitas dan cara-cara hidup baru dapat mengaktifkan koneksi otak yang sebelumnya tidak aktif. Latihan yang bisa dilakukan misalnya, mandi dengan mata tertutup atau mengatur ulang kantor atau meja.

6. Belajar bahasa asing

Dengan belajar bahasa asing akan mengaktifkan bagian otak yang belum digunakan sejak Anda mulai berbicara. Sebuah studi tahun 2007 di York University di Toronto, menemukan bahwa penggunaan beberapa bahasa dapat meningkatkan suplai darah ke otak untuk menjaga kesehatan koneksi saraf.

7. Menikmati musik

Selain mendengarkan musik, belajar juga untuk memainkan instrumen musik. Para ahli juga merekomendasikan untuk mengaktifkan dua indera sekaligus, seperti mendengarkan musik dan mencium bunga.

8. Latihan fisik

Latihan fisik juga dapat meningkatkan kesehatan otak, karena dapat meningkatkan aliran darah ke otak. Menurut Stanford Center on Longevity dan The Max Planck Institute for Human Development, latihan fisik dapat meningkatkan perhatian, penalaran dan memori.

9. Hidup sosial

Otak dapat dilatih dengan menjalani kehidupan sosial Anda, misalnya dengan mengunjungi teman. Sebuah studi 2006 oleh Dr David Bennett dari Rush University Medical Center menemukan bahwa memiliki jaringan sosial dapat memberikan perlindungan terhadap gejala klinis penyakit Alzheimer.

10. Mencari hobi baru

Tantang otak untuk belajar keterampilan baru atau hal-hal yang belum pernah Anda lakukan sebelumnya. Jika Anda bukan seniman, cobalah untuk belajar melukis atau memahat. Jika Anda bisa bermain piano, belajarlah memainkan gitar. Temukan sesuatu yang baru dan menarik untuk dapat menjaga otak tetap aktif.