Komórki układu odpornościowego rezydujące w mózgu to mikroglej. Nieustannie monitorują one tkanki za pomocą wypustek ruchowych, gotowe do reagowania na urazy, infekcje lub obecność nieprawidłowych białek. W stanie spoczynku uczestniczą również w procesie przycinania połączeń synaptycznych i udoskonalania obwodów neuronalnych w okresie rozwoju i dorosłości.

Po aktywacji mikroglej może fagocytować szczątki, uwalniać cytokiny zapalne i rekrutować inne komórki układu odpornościowego. Reakcja ta ma zazwyczaj charakter ochronny, jednak przewlekła lub nadmierna aktywacja przyczynia się do rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, udarów i urazów. Mikroglej wywodzi się z komórek progenitorowych pęcherzyka żółtkowego i tworzy samoodnawialną populację, odrębną od makrofagów obwodowych.

Nowoczesne narzędzia genetyczne i obrazowe ujawniły, że mikroglej jest wysoce dynamiczny i heterogeniczny. Jego podwójna rola w obronie i prawidłowym funkcjonowaniu mózgu sprawia, że ​​jest on ważnym celem interwencji terapeutycznych w coraz dłuższej liście schorzeń neurologicznych.

Pojedyncza komórka mikroglejowa może kontaktować się z wieloma synapsami, jednocześnie monitorując lokalne środowisko pod kątem zagrożeń.