Bu bölüm, egzersiz ve sinir sistemi arasındaki ilişkinin, yalnızca kas-iskelet sistemi ve motor performans boyutuyla sınırlı olmayıp; nöron yapısı, sinaptik iletim, nörotransmitter dengesi, nörotrofik faktörler ve nöroplastisiteyi kapsayan çok katmanlı bir nörobiyolojik temel üzerine kurulu olduğunu ortaya koymaktadır. Sinir sisteminin makro düzeydeki organizasyonu (merkezi ve periferik sinir sistemi; somatik ve otonom alt sistemler) ile mikro düzeydeki dinamikleri (dentrit–akson bütünlüğü, aksiyon potansiyeli, sinaptik plastisite) egzersizle birlikte yeniden şekillenmektedir. Egzersiz sırasında artan motor komutlar, somatik sinir sistemi üzerinden iskelet kaslarına iletilirken; otonom sinir sistemi düzeyinde sempatik aktivasyon ve toparlanma döneminde parasempatik/vagal yanıt, kardiyovasküler ve solunumsal adaptasyonları düzenlemektedir. Nörotransmitterler (dopamin, serotonin, noradrenalin, GABA, glutamat) ve nörotrofik faktörler (özellikle BDNF, IGF-1, VEGF), egzersizle birlikte dikkat, yürütücü işlevler, hafıza, duygudurum ve stresle başa çıkma süreçlerini iyileştiren nörobiyolojik bir zemin oluşturur. Çocukluktan yaşlılığa uzanan yaşam döngüsü perspektifinde, düzenli fiziksel aktivite; bilişsel gelişim, akademik uyum, motor beceri, bilişsel esneklik ve nörodejeneratif süreçlere karşı korunma açısından kritik rol oynamaktadır. Sonuç olarak bu bölüm, egzersizi; sinir sisteminin yapısal esnekliğini, fonksiyonel kapasitesini ve beyin sağlığını destekleyen, ölçme-izleme temelli programlarla bütünleştirildiğinde hem performans hem de zihinsel iyi oluşun sürdürülebilirliğini sağlayan güçlü bir nörobiyolojik müdahale olarak konumlandırmaktadır.