硕果大脑两半球具有一种合作关系，即左脑负责语言和逻辑思维，而右脑则做一些难以换成词语的工作，通过表象代替语言来思维。
——[美]斯佩里
认识任何事物，都须从观察与了解事物本身开始。大脑是人思考的重要器官，我们每天都要通过大脑的思考正常的生活与工作。只有对其中的构造、功能与差异充分了解，才能让我们的大脑为生命的精彩发挥应有的作用。
1.奥妙无穷的大脑
人类创造出世界灿烂的物质文明和精神文明，这首先要归功于人类在进化过程中获得了其他生物无法比拟的大脑。当今，人们对小到基本粒子，大到宏观宇宙的自然界已具备了大量知识和认识。然而在科学技术突飞猛进的今天，人类对自己大脑的认识，尤其是它的工作原理却仍然知之甚少。虽然，从古至今成千上万的科学家孜孜以求地探索着脑的功能并取得了相当的成就，但远未取得突破性进展。我们的大脑装载了人类几千年的知识和文明史，摄取着现代高科学技术，创造着更加美好的未来。我们还不知道有什么物质结构比大脑更为复杂，也不清楚人的大脑具有多大的潜能，但凭我们的大脑已经实现了人类千百年来的种种幻想，许多神话也已经变成了现实，几个美国大汉替代了袅娜多姿的嫦娥奔上了月球。浏览过古典神话作品的人都为我们古人构思出的“火箭”、“导弹”雏形叹为观止，而今天的人类已经乘上火箭发射的宇宙飞船遨游太空。
我们的大脑为什么具有无限的智能？怎样开发大脑的巨大潜能？用什么方法去了解上百亿个大脑神经细胞间的复杂联系？这些复杂结构又是怎样产生思维意识和学习记忆能力？大脑是怎样发出指令让体操运动员像燕子一样作出灵巧翻飞的动作？我们的大脑为什么能感知世界万物？一个接一个的问题使我们感到困惑。
人的大脑是一堆由1000～1500克重、1011个神经元组成的活物质，其功能简直奥妙无比。首先是内部调节功能，大脑时刻从内环境中吸取信息，加以处理后再发送给有关器官，加以调节。例如，大脑如需要营养供应，便马上发出饥饿的信号，指令进食器官多吃食物；如需要多供应血量时，便马上命令心脏加快收缩，促使血流循环加快。大脑的这种调节功能使有机体始终保持完好的内部平衡。其次，人的大脑能随时从外界环境中收取信息，加以处理，并用此调节整个身体的姿态，以保持和外部环境的协调与一致。比如，向前疾驰的人，突然看见地面上有一条水沟，大脑便把视觉收集到的水沟信息加以处理，作出判断，命令腿部有关肌肉收缩用力，跳过水沟。
人的大脑不仅可以存储大量模式的信息，而且还可以把任意两个或两个以上模式的信息抽出来，并且加以比较，而把这种比较结果，用一种更高级的“模式”来表示，这就是概念。人的大脑还能把许多概念加以比较，建立联系，有时还能纳入完整的逻辑体系，这就是理论，就是新的科学思想。众所周知，爱因斯坦的大脑产生了狭义相对论和广义相对论；普朗克和玻耳的大脑产生了物理学中的量子理论；维纳的大脑产生了控制论；马克思和列宁的大脑产生了马列主义；毛泽东的大脑产生了毛泽东思想。这些科学理论和科学思想的创立和发展对当代历史产生了重要影响和推动作用。人们试图找到爱因斯坦、普朗克、维纳、马克思、列宁等等，这些自然科学和社会科学的巨匠的大脑与普通人的大脑到底有什么不同。美国普林斯顿大学的脑研究中心，前苏联的列宁格勒脑研究所，分别对爱因斯坦和列宁的大脑进行了仔细研究，制成了几万张切片，在各种特定的先进仪器上进行分析。结果是：爱因斯坦的大脑重1240克，列宁大脑重1280克，都和普通人大脑没有什么区别。现在还没有找到结构上的任何不同。那么，到底为什么爱因斯坦和维纳等科学家会创立这样伟大的科学理论，马克思、列宁会创立无产阶级革命的学说，从大脑的结构上，谁也说不清存在的原因。我们只能用一句话来概括，那就是人的大脑的功能真是奥妙无穷！应该说，对大脑的认识，我们还是处在一个比较肤浅的阶段。
2.揭示大脑的奥秘
各类科学家都在孜孜不倦地探索大脑的奥秘，哲学家试图理解“思维的脑”或“脑的思维”；物理学家试图理解“物理的脑”或“脑的物理学”；生物学家试图理解“生物的脑”或“脑的生物学”；计算机专家试图理解“计算的脑”或“脑的计算”等等。毋庸置疑，各类科学家都在探索研究脑，必将大大推动脑科学的发展，有利于进一步揭示大脑的奥秘。
脑科学研究的基本内容是阐明大脑的结构与功能，揭示各种神经活动的规律，在分子、细胞、整体乃至心理等方面研究其机制，以及对大脑系统种种疾患的预防和诊治的探讨。由于大脑结构的复杂性及功能的特殊性，给这一器官的研究带来相当大的困难。试想，存在于大脑上有百亿个神经细胞（估计约140亿或更多），而且每个神经细胞又与其他上万个细胞相联系并形成极其复杂的神经交互网络，它们之间又利用千百种的生物化学物质或活性因子进行彼此间的通信联系，在这样的基础上对人类智慧之源的探索，科学家所面临的挑战是何等的艰巨！
对大脑的研究关系到人类的智力分枝，这些分枝与其他神经细胞相互接触的方式就是排列方式。树突也与之有许多接触点，一般被称作神经突触，因为神经纤维的末端都膨大，也有人称之为突触。由此可见，脑是由神经细胞和突触形成的网状结构，突触是这张网的交接点。脑功能就是以此为构架形成的。
神经细胞是神经系统结构的基础。但必须讲明一点，并不是所有的神经系统都十分集中于某处，像腔肠动物和珊瑚等低等动物，神经细胞就散布于全身，并形成网状结构，即网状神经系统；而较高等的动物，神经细胞多集中于某处，形成集中的神经系统，一般多位于身体的中心，如果是身体较长的动物，中枢神经系统则以长轴为中心形成线条状。
中枢神经系统拥有大量的神经纤维，神经元呈网状排列。中枢神经系统与身体各部位之间由分布于全身的神经纤维来联系，这部分纤维又被称作周围神经。
周围神经出入处变粗构成神经节，前端因头部众多的周围神经出入而膨胀更显著，形成头部神经节。脊椎动物的头部神经节最为发达，集中许多高级功能，这部分形成脑，由颅骨来保护。脑下连接的部分构成脊髓，由椎骨来保护。脊髓因支配手、脚的周围神经出入形成相应的膨胀。
脑的形态十分复杂，由脊髓交界处开始逐渐膨大，依次被称为延髓、中脑、间脑、大脑，各部分之间并无明显分界。小脑附于中脑的背面，中脑腹侧面膨满处被称作脑脐。从间脑开始，脑被分成两半，到了大脑就成为两个半球。每个半球呈树冠状，因此从延髓到间脑的部分被叫作脑干。
中枢神经系统可以分为神经细胞集中的部位——灰质和神经纤维集中的部位——白质。灰质部分因神经细胞的汇集成为灰白色。脊髓以灰质为中心（中央灰质），大脑的灰质覆盖于表面，约2厘米厚（大脑灰质）。大脑皮质由140亿神经细胞构成，依细胞大小和形态可分为六层。
从脊髓到间脑的部分是脊椎动物所共有的。依动物大脑发育的程度来判定动物的等级，哺乳动物的大脑发达。爬行动物相当于大脑皮质的部分凹陷于内侧，叫作古皮质，人类的大脑皮层被称作新皮质。
人类大脑皮质表面有许多深深的沟回。平展开来大约有皮层表面积的数倍。大脑皮层大致分为颞、额、顶、枕四个叶。与其他哺乳动物相比，人类的额、顶叶十分发达，使脑呈球状。
中枢神经系统有内部的洞穴，脑脊液充溢其中。脊髓处被称为中央管，延髓向上的部分扩大成数个脑室，最前端的为侧脑室。脑脊髓由血液中分泌而来，再返回血液，循环反复。
脑组织很软，为免受外界损害，相应有许多组织来防御。脑外侧是坚硬的颅骨，脑内的脑膜和脑脊液使脑柔韧、变形，脑膜间的脑脊液起润滑剂的作用避免碰撞。
除毛发和指甲外，人体周身密布着周围神经发出的神经纤维。大家常说的坐骨神经和肋间神经是从脊髓中发出或输入的大的神经纤维。而神经和三叉神经是脑中发出或输入的纤维。这些神经纤维从脑和脊髓刚出来时比较粗，随着走行，逐渐分枝、变细，最后成一丛纤维根状分布。
从功能上讲，周围神经分两种：一种是将感受器感知的信息传入脑中的传入神经，一种是将从脑发出的指令送到周身效应器的传出神经。
周围神经有一类特殊的植物神经。植物神经是支配内脏的传出神经，与之相对，支配肌肉的神经是体感神经。体感神经是脑中的神经细胞发出的神经纤维到达肌肉形成的；植物神经是脑中的神经细胞发出神经纤维经中途换元（换神经细胞）再发出的纤维到内脏形成的。
植物神经有两类：交感神经和副交感神经。二者作用相反，如对心脏，交感神经为促进作用，副交感神经为抑制作用。交感神经多由脊髓的上、中部发出，副交感神经则多由脑、脊髓的下部发出。植物神经以不依赖于精神和意志的方式工作。
3.人脑的基本结构
成人脑的重量大约为1400克，约占体重的2%。它位于颅腔内，由脑膜保护，悬浮于脑脊液中。脊椎动物的脑都由五部分组成：端脑、间脑、中脑、后脑（由小脑与脑桥组成）与末脑（延脑）。人的端脑发展为大脑（某些学者把间脑也归为大脑），除大脑与小脑外，都可称为脑干。
大脑由两个半球组成，每侧半球表面覆盖一层灰色皮质，称为大脑皮质（或皮层）。两半球之间由纤维组成的胼胝体相连。大脑皮层从外部看分布着许多沟回。回旋状部分称为回，凹下部分称为沟。这些沟回在人脑中有相对恒定的位置，成为描绘脑解剖结构的基础。每侧大脑半球都分为六叶：即额叶、顶叶、枕叶、颞叶、中央叶、边缘叶。从外侧面看，以外侧沟、中央沟、顶枕沟等三个明显的沟为基础，将半球区分为五个叶（边缘叶外侧看不见）。
中央沟之前为额叶，之后为顶叶。顶——枕沟之前为颞叶，其后为枕叶。顶——枕沟向下的延线将顶叶与颞叶分开。外侧沟之上为额叶，之下为颞叶。外侧沟向后与顶枕线延线相接将顶叶与颞叶分别开来。上述额叶、顶叶、枕叶与颞叶的命名，可以看出是由覆盖皮质的脑骨名称而来。外侧沟实际上是个深沟窝，其沟底为中央叶。边缘叶主要由胼胝体上部的扣带回和旁海马回组成，它还包括部分胼胝下回、海马结构及齿状回。边缘回要待切开连接两半球的胼胝体之后才能见到。胼胝体约8厘米长，大约由3亿根神经纤维组成。
脑干自上而下由间脑、中脑、脑桥与延脑组成。它是脊髓向上的延伸部分。间脑围绕第三脑室，由丘脑上部、丘脑、侧丘脑、丘脑下部、腹侧丘脑组成。脑桥分为两部分，前部较大，后部较小，称为被盖。被盖部分有个由神经细胞和神经纤维组成的散状结构，称为网状结构，其纤维上行达中脑，下行达延脑。延脑由脊髓转变而来，呈圆椎状，在脑桥下部。
人的大脑皮层由于进化史上出现的先后不同，分为古皮层（由海马及齿状回组成）、旧皮层（由嗅皮层及部分旁海马组成）以及新皮层。新皮层在进化过程中出现最晚，故叫新皮层。人脑新皮层的神经细胞约占整个皮质的96%，大约有100亿以上的神经细胞。人的大脑皮质由表面垂直向下，可以看到6层不同的神经细胞组织。Ⅰ层，称为表面层或分子层，大部分由细胞的树状突尖端组成，其下部有少量水平细胞。
Ⅱ层，称为外颗粒层，由小锥体和星状细胞组成。
Ⅲ层，为外锥体层，由中等大小的锥体细胞组成。
Ⅳ层，内颗粒层，由星状细胞和少量锥体细胞组成。
Ⅴ层，内锥体（神经节）层，由大量大锥体、中锥体和短锥体细胞组成。
Ⅵ层，多形层，由许多不同开头的细胞组成。大脑皮质除分化出这类平等的、不同类型的6个结构层次之外，目前已发现皮质从表层到白质的垂直的贯串6个层次的功能柱状体。每个柱状体是一个独立的功能单位。
4.皮层功能定位
早期的解剖学家，把大脑分为若干叶，并没有把某一叶与某一特定的功能联系起来。像古代的猜测一样，认为脑是作为整体而活动的，一部分损伤，另一部分可将其功能代替。这种看法一直持续到19世纪。
整体观点是必要的，可是如果人类的认识仅仅停留在朴素的整体观上，对具体的细节却完全无知，那么这种整体的认识是贫乏的、肤浅的。在这方面迈出第一步的是维也纳医生加尔。加尔强调大脑皮质作用。他从健谈的人都有突出的眼球、额叶发达，从而认为语言功能在额叶。不久加尔把自己的定位观点推广到24个皮层区。加尔从道德品质着眼确立他的大脑功能定位思想是错误的。斯普茨赫姆把加尔的观点加以扩大，分出42个所谓功能区，进一步扩大了他的错误，成为骨相学。
骨相学本身由于其神秘性从未为科学界所承认，但是它也不是完全没有起过一点积极作用。骨相学推动了脑功能定位的研究，是不宜忽视的。
5.人脑是怎样成长的
如果以20岁的脑重为100%，刚出生时的脑只有10%左右，到了两岁时约为50%，到了四岁时约为80%左右。可见，幼儿时期脑重已接近成人，虽然此时体格的发育还不及成人的一半（40%）。到了十三四岁时，普通脏器和生殖器才开始快速生长。即人体的成长是以脑、普通脏器、生殖器官的顺序依次进行的。
一般脑重约1300～1450克，女性比男性稍轻。出生时脑重约400克，1岁时800克，3岁时1100克，4岁时1200克，6、7岁时脑的大小与成人无异。
胎儿的脑的成长可以说是“发育”。妊娠3周后，脑基本成形。从妊娠开始到出生前，脑从外观来看与成人的脑大致相同。到妊娠六个月左右，脑逐渐长大，但表面尚未形成沟回、十分光滑。妊娠第七个月左右，形成表面沟回。
妊娠从受精卵开始。在受精卵不断分裂过程中，细胞团外侧壁凹陷形成神经板，神经团细胞开始分化成神经细胞、神经胶质细胞，接着不断分化，最终形成大脑。这个过程只要有充分的营养保障，几乎全由D。A内的遗传信息来控制，不存在个体间的差异。