人类之所以能够邀游太空，改造自然，创造出文学、艺术和音乐的不朽之作，最主要的原因就是人类在进化过程中获得了一个其他生物所无法与之相比的脑。揭示大脑的奥秘，提高和充分发挥人的聪明才智，这是历代科学家梦寐以求的，也是当代和未来自然科学面临的最大挑战之一，因为包括人的感觉、运动、学习和记忆、思维、情感及行为等，都是以脑的活动为基础的。下面就让我们了解一下人脑的秘密。
“心脑之争”的历史
大脑是人体中最复杂而又奥妙无穷的器官，引起许多人的兴趣，两千多年来，从古希腊的“灵魂论”，到李时珍的“脑为元神之腑论”，到世界上第一个以大脑作为研究对象的心理实验室的建立，形成脑科学，使脑科学从猜想、推测走进科学研究和实际应用的领域。人们了解和认识大脑经过了一个漫长的历史过程。在古希腊人之前，人类对大脑一无所知，甚至不承认大脑是人体的一部分。那时，人类以为思维等活动并不在人体之内进行，而是以水蒸气、气体或像灵魂的形式存在。人们认为诸如感觉、记忆、思维和意识是种特殊的精神实体——“灵魂”的所作所为。古希腊哲学家亚里士多德（公元前384—前322）在进行了研究之后提出，人类的感觉和记忆都是存在于心脏之中，竟然认为脑不过是个“使血液冷却的器官”。由于他的权威影响，这一错误观念竟延续了千年之久。这种把精神活动归之于心的机能说法在我国春秋战国时代（公元前500—前300）的最早的医书《黄帝内经》中也有论述。认为人的一切活动均由心主宰，思维、情智等都是在心的支配下发挥其作用。怪不得直到现在我们还在说“心里想”“心灵深处”“用心学习”“心领神会”等等。可想而知，在当时心脏被认为是一个神圣的器官。从亚里士多德时代起直到14世纪欧洲文艺复兴这段时间，人类对思维的认识毫无进展，对于大脑的认识仍然是在“心脑之争”的圈子里打转转，好像只有心是实在的，脑是深不可测的。
15世纪时，有一幅著名的《纽仑堡漏斗》版画。画的是一个男孩头顶上插一个漏斗，老师把所有的数学和文字由漏斗倒进头脑。对这幅画现在看起来很可笑，但在当时人类尚处于蒙昧时期，特别是在对脑毫无认识的情况下，能把心和脑分开，并把知识和脑联系起来，就是一个很大的突破，因为它承认了脑这一基本功能。
16、17世纪时，人类的智慧急速发展，人类认识到学习思维活动是在头部进行的。但对于大脑的功能，特别是脑的高级功能，几乎一概不知，大脑仍然是一个谜。
特殊的知识漏斗
18世纪末，德国医生加尔（1758—1828年），根据比较解剖学和病理学材料，结合某些表面观察，对脑功能提出了大胆的设想，认为人的各种心理特征，如智慧、勇敢、好奇、记忆、仁慈和自尊等，都在脑子里占有一定位置。同时他认为，某一部分脑的发达与否都会反映到颅骨的外形上，因此，可以通过检查研究头骨的形状来确定每个人的智力水平。这样，加尔便把人的颅骨划分为代表各种心理机能的37个区，他的学说称为颅相学。后来，他的学生又进一步发展了这一学说，进而把人的颅骨分为160个中心。当时，颅相学说盛行于欧美各国。
加尔与颅相学
加尔把人的复杂心理现象简单地归结为大脑局部区域的固定机能。用颅骨外形来推断人的智力和心理是不对的，其实人类复杂的智力活动是人整个大脑活动的结果。不过，从加尔提出颅相学的出发点来看，是想探索人类的各种精神活动同大脑各部位的功能之间的联系，这在脑的研究初期来说，无疑是一种大胆的尝试。加尔的颅相学在很大程度上坚定了人们对“脑为心理器官”的认识，更为重要的是，从此引起了科学界对大脑功能及其定位的关注和研究，加尔也被看作是大脑功能定位研究的先躯。
脑研究进入19世纪时，就开始了脑功能系统观念认识的新纪元。19世纪的医学家维尔·林克根据自己的研究结果认为，颅相学家错误地试图将复杂的心理属性，如个性、情爱、欢乐、理想等相联系定位，而实际上脑功能中能定位的只是比较简单的知觉和运动功能。人类智慧属性的所有复杂结构必须由不同质地的“线”来编织。大脑皮质最简单地提供两种方法来完成这种高级的整合功能，它能将感觉痕迹长期储存在神经细胞内，并且依靠联合纤维道路，将这一系统的各个部分联合在一起。这一时期的学术观点认为，脑复杂的功能活动是通过与初级的感觉和运动有关的功能区之间的联系而获得，这是现代脑科学功能系统观念的雏形。
大脑机能区在颅骨上的对应部位
20世纪初，巴甫洛夫（1849—1936年）用客观的实验方法，研究了大脑皮层的机能，创立了高级神经活动学说。他认为，高级神经活动的基本方式主要是条件反射。20世纪中，人们对感觉刺激的信息在脑的各个部位如何被传递、处理，人的大脑皮层为什么比其他动物多了许多沟回等问题有了明确的认识。20世纪末，人们又对某些基因产物在学习、记忆、睡眠中的作用，以及一些神经系统疾病，如早老性痴呆症、舞蹈症、帕金森症等的发病机理有了新的认识。这使人们在21世纪可望对神经、精神疾病的防治能力有所增强和突破。
随着人们对人脑的认识和近代科技的发展，脑科学得到了蓬勃发展。在科学家们的倡议下，美国国会众参两院一致通过了将20世纪的最后一个10年作为“脑的十年”的决议。这一决议得到国际脑研究组织的支持，使“脑的十年”成为全球性的活动。这标志着脑科学的研究与开发已开始进入一个蓬勃发展的时期。21世纪将是攻破人脑秘密的科学时代。
用大脑揭示大脑之谜
人类对脑的探索已经走过了漫长的历程。自从科学家们把精神、思维归结为脑的活动之后，揭示脑的奥秘一直是现代科学所面临的最深奥的一个问题。在很长一段时间内，人们经常问：“脑能了解脑吗？”但科学家们在长期研究脑的过程中取得的巨大进展和辉煌成就使我们相信：用人脑可以揭示大脑之谜！
了解大脑的基本结构，认识大脑的高级功能，对进一步挖掘人脑的潜能，提高每个人的智慧和创造力，是非常重要的。
人脑具有世界上最复杂的结构和功能，是人类活动的最高指挥部，由大脑、间脑、脑干（中脑、脑桥、延髓）、小脑四部分构成。其形状和大小基本上与人体颅骨内腔相同，正常成年人脑的平均重量约为1300～1500克，占人体重的2.5%左右。
脑的组成（表面观）
大脑是指挥部的领导者，位于脑的最上端，占全脑的75%。大脑由一个深深的纵裂将其分为左右对称的两个半球，称为大脑半球，即左半球和右半球。它们之间由胼胝体连接起来。大脑的表面像核桃仁一样有许多沟和裂，每个半球都以3条主要沟裂为分界线，大致将大脑分成4个叶，靠前端的称额叶，在头顶部的称顶叶，后面的部分叫枕叶，靠耳部的为颞叶。各叶都有具体的分工，如额叶是思维精神中心，顶叶管理着感觉和空间认识，颞叶负责听觉和记忆，枕叶是视觉中枢。特别是大脑的表层聚集着大量的神经细胞，因其外观呈灰颜色而被叫做灰质，或称大脑皮层。大脑皮层厚约1.5～4.5毫米，由140亿个神经细胞构成。皮层有许多凹凸不平的沟和回，因而扩大了大脑皮层的表面积，如果把它的沟回摊开，总的面积有2600多平方厘米。沟回越多，说明大脑越发达。大脑皮层是人类意识、思维的物质基础，是人类活动的司令部。
间脑，位于大脑的下方，大部分被大脑半球包绕掩盖并愈合。间脑主要由丘脑、下丘脑等几部分构成。丘脑的功能与人体的感觉（除嗅觉外）传导有关，人体的许多感觉在到达大脑前，都要在丘脑进行初步的分析和整理，而后传给大脑。下丘脑是调节内脏活动和内分泌活动的高级中枢。
位于脑更深部的丘脑下部和垂体是调节激素分泌的中枢。丘脑下部是植物神经皮层下中枢，它管理着内脏活动、代谢活动和分泌活动。如体温调节、血压的控制、食欲、睡眠及“生物钟”。垂体虽然很小，功能却很复杂。它可以分泌生长激素，促进蛋白质的合成和骨的生长；分泌催乳素，促进分娩时子宫的收缩；在分娩后促进乳腺增殖和泌乳、分泌促卵泡激素、刺激卵泡发育、分泌雌激素等。
脑的组成（表面观）
脑干，是脑的最下部，由中脑、脑桥和延髓三部分组成。脑干是脊髓和大脑、小脑联系的桥梁，是人的生命中枢。脑干中的延髓是“脑中之脑”，呼吸次数的多少、深浅，心脏的收缩，正常血压的维持都是靠延髓来进行调节的。脑干还是12对脑神经的发源地，除嗅神经、视神经是脑的延续部分外，其余10对脑神经都发自脑干。这10对脑神经分别是：动眼神经、滑车神经、三叉神经、外展神经、面神经、听神经、舌咽神经、迷走神经、副神经和舌下神经。它们从颅骨穿出，分布于面部、胸腔和腹腔等器官上。
除此之外，位于脑干的网状结构系统还与睡眠、觉醒、意识水平的维持有密切关系。
小脑，位于颅腔后部，它的上方是大脑半球后部，前面是脑桥和延髓。小脑主要与脑桥和延髓发生直接关系。小脑的主要功能是维持身体平衡、调节肌紧张和协调运动。运动员走平衡木技巧，杂技演员走钢丝的精彩表演，都得力于健全的小脑。小脑的工作并不上升到有意识水平，而是靠对肌肉活动的制约来完成的。所以，可以把小脑看成控制多数肌肉张力及运动的指挥者。如果一个人的小脑损害时，其步态蹒跚，呈醉酒状，说话断断续续，拉长声，掌握不准声调的高低。虽然肢体没有瘫痪，但四肢运动不协调，不能很好地完成精巧动作，连用手指指鼻尖部都指不准。因此说脑干和小脑是不断参与与我们的意识无关的许多动作的重要部分。
小脑有维持身体平衡的功能
脑是人体中最重要的器官，它通过与脑相连的12对脑神经和脊髓相连接的31对脊神经，与人体其他器官构成联系，共同调节控制人体的一切活动。而大脑是人脑其他几部分的指挥者，它通过神经纤维与间脑、小脑和脑干联系、协调来完成控制人体的活动使命。
人类探讨大脑的秘密是很难的。因为大脑的思维是看不见摸不着的。以往的研究只从大脑的结构、沟回、重量、容积、功能定位等外在方面研究，而不能探索到大脑本质的、核心的东西，即：大脑是怎样思维的？只有对有生命的、活动着的飞跃思维着的大脑进行研究才有可能得到深层次的能揭示大脑本质的结论，也就是说，要在立体的、运动的、深层次的、有着思维活动的情况下研究大脑。
大脑的思维功能正如照相机的暗室，一旦被打开，就会曝光，也就无法工作。对大脑思维的初步研究使我们了解了一些大脑的秘密。大脑是靠神经元相互联系协调思维的，它们之间靠生物电流和化学递质（如多巴胺、五羟色胺）进行联系的。大脑中的140亿个神经元及其纤维纵横交错，犹如电网，或并联或串联。人们在生活、工作、学习中获得的无数刺激都会转化成信号而输入大脑，如一个人的眼睛每秒钟可接受10个信号（物体图像）输入大脑。从理论上推算，在20年内一个人的大脑可通过眼、耳、鼻、舌、身各种感官接收4.2亿个信号。但大脑神经细胞是怎样处理这些信号的，不同神经细胞如何分门别类地接收，又如何接收并归纳分析，并且怎样传递这些信息的，还都是谜。
由于不能进入大脑这个黑匣子观察它是如何传递处理信息的，目前只能推测大脑的思维活动有两种方式。第一种方式是：大脑像一架摄像机，它把所见所闻全部摄录下来，通过大脑贮存处理，又原封原样放出所见所闻，这同样是大脑思维后的产物，包括思想、观念以及由这些思想指导下进行的所有行为。例如，在胎儿、婴幼儿期大脑接受的信号，会在成年后原封原样输出大脑。第二种方式是：大脑像一个加工厂，它接收各种信息、原料进入大脑，再由大脑组合、分析、归纳，甚至产生各种化学反应，生成新的产品信息输出大脑。最令人信服的例子，就是人类社会尚未产生航天飞机、导弹、原子弹等之前，人的大脑靠输入的各种信息综合处理分析，设计出了航天飞机、导弹、原子弹。
绝大多数人认为大脑是靠第二种方式思维的。对大脑的分析、推理、判断等逻辑思维已作了一些证明。但在进一步具体证明大脑的神经元是怎样综合处理各种信号、信息和原材料，并把它们组装成新产品等问题上，还存在一定的困难。
人类大脑的思维功能复杂、精妙、迅速。研究大脑（思维）对人类的发展有巨大而深远的意义。
左脑、右脑各显其能
美国神经生理学家罗杰·斯佩里经过多年的实验，终于证明人的左右脑具有不同的功能，因而荣获1981年年度诺贝尔生理学、医学奖。脑科学研究表明：大脑两半球对人体的运动和感觉的控制与管理是交叉支配的，即左半球控制右侧躯体的运动，接受右侧躯体的感觉，左半球的功能侧重于抽象思维，如语言、逻辑分析、数学计算、判断等，它过去被称为优势半球。然而，右脑也绝不是劣势半球。它在许多方面比左脑优势；右侧大脑半球控制左侧躯体的运动，接受左侧躯体的感觉，右半球侧重形象思维，如空间关系、艺术，能够鉴别音乐的、绘画的、综合的、整体的和几何空间的形象和特点，具有想像的直觉的形象思维能力。