Neurální řízení fyziologie shora dolů se týká přímé regulace fyziologických funkcí (kromě hladkých svalů a žláz) mozkem. Buněčné funkce zahrnují produkci T-lymfocytů a protilátek imunitním systémem a neimunní homeostatické funkce, jako je glukoneogeneze jater, reabsorpce sodíku, osmoregulace a nehygienická termogeneze hnědé tukové tkáně. K této regulaci dochází prostřednictvím sympatického a parasympatického systému (autonomní nervový systém) a jejich přímé inervace tělesných orgánů a tkání, která začíná v mozkovém kmeni. Existuje také neinstervační hormonální kontrola prostřednictvím hypotalamu a hypofýzy (HPA). Tyto dolní mozkové oblasti jsou pod kontrolou mozkové kůry. Taková kortikální regulace se liší mezi levou a pravou stranou. Pavlovovská podmíněnost ukazuje, že ovládání mozku nad základní fyziologickou funkcí buněčné úrovně se lze naučit.
Sympatické a parasympatické nervové systémy a hypothalamus jsou regulovány vyšším mozkem. Prostřednictvím nich mohou vyšší oblasti mozkové kůry řídit imunitní systém a homeostatickou a stresovou fyziologii organismu. Oblasti, které to dělají, zahrnují insulární kůru, orbital a mediální prefrontální kůru. Tyto mozkové oblasti také řídí hladké svalstvo a žlázové fyziologické procesy prostřednictvím sympatického a parasympatického nervového systému včetně krevního oběhu, urogenitálních, gastrointestinálních funkcí, střevních sekretů slinivky břišní, dýchání, kašlání, zvracení, piloerekce, rozšíření zornic, slzení a slinění.
Sympatický nervový systém je řízen převážně pravou stranou mozku (zaměřenou na insulární kůru), zatímco levá strana převážně řídí parasympatický nervový systém. Mozková kůra u hlodavců vykazuje laterální specializaci v regulaci imunity s imunosupresí řízenou pravou hemisférou a imunopotencí levou. Lidé vykazují podobnou laterální specializovanou kontrolu imunitního systému z důkazů cévních mozkových příhod, operací na kontrolu epilepsie a aplikace TMS.
Mozek kontroluje imunitu jak nepřímo prostřednictvím sekrece glukokortikoidu HPA z hypofýzy, tak různými přímými innervacemi.
Játra získávají sympatickou i parasympatickou inervaci nervového systému.
Nonimmune funkce mohou být také podmíněny: