A digestão começa com uma fase cefálica que prepara o sistema digestivo para receber alimentos. Quando o nosso cérebro processa informações visuais ou olfativas sobre alimentos, ele desencadeia impulsos nos nervos cranianos inervando as glândulas salivares e o estômago para se prepararem para a comida.

A fase cefálica é uma resposta condicionada ou aprendida a alimentos familiares. O nosso apetite ou desejo por um determinado alimento modifica as respostas preparatórias guiadas pelo cérebro. Os indivíduos podem produzir mais saliva e ruídos estomacais em antecipação a torta de maçã do que a brócolos. Apetite e desejo são produtos do hipotálamo e da amígdala—zonas cerebrais associadas a processos viscerais e emoções. Após a fase cefálica, a digestão é regida pelo sistema nervoso entérico (ENS) como reflexo incondicionado. Os indivíduos não têm que aprender a digerir alimentos; acontece independentemente de ser torta de maçã ou brócolos.

O ENS é único na medida em que funciona (maioritariamente) independente do cérebro. Cerca de 90% da comunicação são mensagens enviadas do ENS para o cérebro, em vez do contrário. Essas mensagens dão ao cérebro informações sobre saciedade, náusea ou inchaço.

O ENS, como parte do sistema nervoso periférico, também é único na medida em que contém neurónios motores e sensoriais. Por exemplo, o ENS direciona movimentos musculares suaves que agitam e impulsionam os alimentos ao longo do trato digestivo—do esófago ao ânus. O cérebro, no entanto, guia os músculos esqueléticos que realizam processos conscientes como engolir e a defecação.

Neurónios sensoriais do ENS detectam alterações no estômago e no intestino. Mecanorreceptores detectam o alongamento e distensão dos revestimentos do estômago e duodeno quando os alimentos entram nessas cavidades. Os quimioreceptores então detectam alterações na composição química do quimo—como os níveis de pH e a presença de proteínas e gorduras. Essas informações são usadas para impulsionar cada passo na digestão e coordenar com o sistema endócrino para libertar hormonas digestivas.

O ENS contém 200-600 milhões de neurónios e às vezes é referido como o “pequeno cérebro”. Ele usa muitos dos mesmos neurotransmissores que o sistema nervoso central (SNC) e o cérebro. Por causa disso, os neurónios no ENS são susceptíveis aos mesmos insultos neurológicos que os neurónios cerebrais, criando uma ligação entre distúrbios intestinais e distúrbios neurológicos. Por exemplo, em pessoas com Doença de Parkinson, neurónios tanto no ENS como no cérebro apresentam sintomas semelhantes da doença, como inclusões de alfa-sinucleína e possivelmente corpos de Lewy.