两手握拳，合在一起成球状——这就是你大脑的体积。大脑是以立方厘米计算的整个已知宇宙中最复杂的物质。它也是科学界尚无人摘取的最大发现。它如何工作？它为何会产生意识？由于神经科学领域发生的巨大进展，20世纪90年代被称为大脑时代，但大量的数据只帮助人们获得了些许认识。研究者自认为知道大脑是什么：它类似一种巨型计算机。但事实证明，大脑作为一种有机体，有其独特的逻辑。
20世纪90年代，神经科学的热门程度不亚于网络股票。数以千计的研究人员从事相关研究，数以十亿计的资金投入到这个领域，这主要是由于新的实验工具（例如功能磁共振扫描仪）带来了不同寻常的希望。突然之间，一向被封锁在颅骨里的人类大脑似乎与科学家直面相对了。
20世纪90年代的狂热研究取得了什么实质性成果？大脑已经很快吐露所有秘密了吗？答案既是肯定的又是否定的。神经科学受益于一系列革命性的研究技术，但尽管研究论文如雪片般出现，大多数神经学家却感到自己好像是鼻子贴在画布上近距离欣赏油画一样。他们能够看到外在的笔触，却还不能从对细节的研究中抽身出来，欣赏整幅画作。
然而人们至少得到了一个强烈信息，即大脑是一种活动着的复杂物质。人们常常把大脑比做电脑，但后者和大脑比起来只是非常简单的装置。大脑是器官而不是机械，它能够学习、预测、进化、适应。它有意识，运作起来是一个富有活力而连贯的整体，并非简单地由部件组装而成。如果说神经科学的近期发展带来了什么新观念的话，那就是它让人们认识到，对大脑这个活动着的复杂物质而言，将之比做电脑只是一种最粗浅的比喻。
让我们对这个复杂的器官做一些了解吧。大脑由神经元构成，脑细胞互相连接组成电化学回路。神经元接受信号，当它接受的信号超过一定限度时就释放自己的“电位”。神经元网通过减弱或增强彼此间的大量连接而保留记忆。每一次新鲜体验，例如看到《蒙娜丽莎》，都会导致这些细胞按照某种方式排列。这些神经元将立即加强它们之间的连接，以便日后就能很容易地重新激活这种模式。触动这个网络的一角，记忆中的整幅图像就会复苏。
这就是神经网络的基础——一种兼具信息描绘和记忆功能的灵活结构。它的逻辑是“有机”的，因为其线路会在使用过程中继续进化。令人惊奇的是大脑网络的规模。一个重约1.4千克的成年人大脑有大约1000亿个神经元。每个神经元和附近神经元之间存在几千到几十亿个的突触连接。这些突触连接具有不同的“化学气味”，并且每个神经元都具有自己复杂的基因表达和酶制造系统，它们在不断地调整自身行为。甚至具体到每一个脑细胞，与其说它是大脑连接网络中的一个接点，不如说它更像一个密集的城市——一个自成体系的微缩网络。
科学家认为，大脑分为不同的处理区。一直以来，对中风、肿瘤、枪伤和其他造成大脑特定部位受损的研究显示，大脑内部有劳动分工，不同的区域分别掌管视觉、情绪、语言、行为控制、方位感等等。因此，脑部扫描仪的发明轰动一时，人们觉得，研究者终于能够详细划定各个功能中枢了。
然而几乎从扫描一开始起，人们大失所望。确实，扫描显示了大脑的活动中枢。当人说话时，人们预计中的、位于左半脑的语言中枢点亮了，但随之点亮的还有大脑的其他区域，有数以百计的亮点明显表示出大脑的整体协作性。没有哪个大脑区域单独“控制”一项功能。更糟的是，进行任何一种连续活动时，语言中枢都可能闪耀起来。大脑的各个部分似乎有一定的能力范围，然后根据当前任务的需要，以特定方式参与活动。
关于电脑的比喻促使研究人员认为大脑会有明确的模块化分工。但他们发现大脑的各个区域都是多面手，会根据当前的整体需要而执行特定功能。就像万能杂物工一样，一会儿当水管工，一会儿当电工。
这就是神经科学的现状。原有的简单化理论被新的复杂化理论所取代。人们发现大脑有属于自己的有机逻辑，而神经科学家们仍在努力创造一种语言，用以表达他们的发现。认识正在发生一场革命。但仅就目前看来，这似乎是一场张口结舌、存在表述困难的革命。