As células imunes residentes do cérebro são as micróglias. Monitorizam constantemente o tecido com prolongamentos móveis, prontas a responder a lesões, infeções ou à presença de proteínas anormais. No seu estado de repouso, participam também na poda sináptica e no refinamento dos circuitos neuronais durante o desenvolvimento e a idade adulta.

Quando ativadas, as células da micróglia podem fagocitar detritos, libertar citocinas inflamatórias e recrutar outras células imunes. A resposta é geralmente protetora, no entanto a ativação crónica ou excessiva contribui para a patologia de doenças neurodegenerativas, acidente vascular cerebral e lesões traumáticas. As células da micróglia têm origem nos progenitores do saco vitelínico e formam uma população autorrenovável distinta dos macrófagos periféricos.

As modernas ferramentas de genética e imagiologia revelaram que a micróglia é altamente dinâmica e heterogénea. O seu duplo papel na defesa e na manutenção normal do cérebro torna-a um alvo importante para a intervenção terapêutica numa lista crescente de doenças neurológicas.

Uma única célula microglial pode entrar em contacto com múltiplas sinapses enquanto monitoriza simultaneamente o ambiente local em busca de ameaças.