Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που βρίσκονται στον εγκέφαλο είναι η μικρογλοία. Ελέγχουν συνεχώς τον ιστό με κινητικές αποφύσεις, έτοιμες να ανταποκριθούν σε τραυματισμό, λοίμωξη ή την παρουσία μη φυσιολογικών πρωτεϊνών. Στην κατάσταση ηρεμίας τους, συμμετέχουν επίσης στο κλάδεμα των συνάψεων και στη βελτίωση των νευρωνικών κυκλωμάτων κατά την ανάπτυξη και την ενήλικη ζωή.

Όταν ενεργοποιείται, η μικρογλοία μπορεί να φαγοκυττάρωση υπολειμμάτων, να απελευθερώσει φλεγμονώδεις κυτοκίνες και να στρατολογήσει άλλα ανοσοκύτταρα. Η απόκριση είναι συνήθως προστατευτική, ωστόσο η χρόνια ή υπερβολική ενεργοποίηση συμβάλλει στην παθολογία νευροεκφυλιστικών ασθενειών, εγκεφαλικού επεισοδίου και τραυματικής βλάβης. Η μικρογλοία προέρχεται από προγονικά κύτταρα του λεκιθικού ασκού και σχηματίζει έναν αυτοανανεούμενο πληθυσμό διαφορετικό από τα περιφερειακά μακροφάγα.

Τα σύγχρονα γενετικά και απεικονιστικά εργαλεία έχουν αποκαλύψει ότι η μικρογλοία είναι εξαιρετικά δυναμική και ετερογενής. Ο διττός ρόλος της στην άμυνα και στη φυσιολογική διατήρηση του εγκεφάλου την καθιστά σημαντικό στόχο για θεραπευτική παρέμβαση σε έναν αυξανόμενο κατάλογο νευρολογικών παθήσεων.

Ένα μόνο μικρογλοιακό κύτταρο μπορεί να έρχεται σε επαφή με πολλαπλές συνάψεις, ενώ ταυτόχρονα παρακολουθεί το τοπικό περιβάλλον για απειλές.