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La barrière hématoencéphalique est une barrière qui filtre et contrôle les molécules sanguines et les empèche de passer librement du sang au liquide céphalorachidien. Elle isole ainsi le système nerveux central du reste de l'organisme et lui permet d'avoir un milieu radicalement différent du milieu intérieur du reste de l'organisme.
La localisation exacte de la barrière n'est pas connue avec précision, mais un consensus semble se former pour l'endothélium vasculaire. Des jonctions serrées entre les cellules endothéliales empecheraient tout transfert de molécules entre les cellules, obligeant celles-ci à utiliser les canaux et les pompes disponibles sur la cellule. Ce phénomène serait à l'origine de la barrière.