您所能想到的每種動物都有腦，無論是哺乳類、鳥類、爬行類、魚類，還是兩棲類。但人腦是獨一無二的，它讓我們能夠思考、計劃、說話、想象……腦真是一個奇妙的器官。
腦的作用有很多：
控制體溫、血壓、
心率和
呼吸。
接受由您的
感官（
視覺、
嗅覺、聽覺、味覺等）感受到的大量外界信息。
控制行走、說話、站立或坐等身體運動。
使您能夠思考、做夢、推理和體驗感情。
所有這些活動都是由一小顆花耶菜大小的器官來協調、控制和調節的，這個器官就是：腦。
人腦揭秘人體的腦、脊髓以及周圍神經構成了一個精密復雜的綜合信息處理及控制系統。研究腦和神經系統的學科叫做神經科學或神經生物學。由于神經科學涉及的領域較廣，加之腦和神經系統比較復雜，因此本文將從基本知識入手，為您概述這一奇妙的器官。
在本文中，我們將了解腦的結構及其各組成部分的功能。通過大致地了解人腦，您將能夠理解運動控制、視覺信號處理、聽覺信號處理、感知、學習、記憶、情感等概念，我們將在以后的章節中詳細闡述這些概念。
腦由大約1000億個稱為神經元的神經細胞組成。神經元有強大的電化學信號采集和傳送能力——這恰好類似于
計算機中的電路和電線。神經元細胞有著和其他
細胞一樣的特征和結構, 但其電化學特征使其能夠遠距離（可達幾米）相互傳遞信號。
神經元的基本組成部分有三個：
細胞體——這個主要組成部分含有
細胞必需的所有成分，如細胞核（含
DNA）、內質網和核糖體（用于合成蛋白）、線粒體（用于生成能量）。如果細胞體死亡，神經元就會死亡。
軸突——神經細胞的長索狀突出部分，沿著細胞傳遞電化學信息（神經沖動或動作電位）。 根據神經元種類，軸突可能覆蓋著一層薄膜，即髓鞘，就像是絕緣電線。髓鞘由
脂肪組成，可加快神經沖動沿軸突傳播。有髓鞘的神經元主要位于周圍神經（感覺和運動神經元）中，而無髓鞘的神經元則位于腦和脊髓中。
樹突或神經末梢——神經細胞的樹枝狀細小突出，可與其他細胞連接，實現神經元之間的信息傳遞并感知環境。樹突可以位于細胞的一端或兩端。
神經元大小各異。例如，手指中的單個感覺神經元的軸突會延伸至整個手臂，而腦中的神經元可能只延伸幾毫米。神經元依據功能的不同，其形狀也各有不同?？刂?a target="_blank" >肌肉收縮的運動神經元，一端是細胞體，中間是長軸突，另一端則是樹突；而感覺神經元兩端都有樹突，中間由長軸突連接，軸突上還連接著細胞體。
幾種類型的神經元：運動神經元、感覺神經元、皮質錐體細胞
神經元的功能也各有不同：
感覺神經元將外部機體（末梢）信號傳遞到中樞神經系統。
運動神經元將中樞神經系統的信號傳遞到外部機體（肌肉、皮膚、腺體）。
感受器感知環境信號（化學物質、
光線、
聲音、觸碰），并將這些信息進行編碼，轉換成可由運動神經元傳導的電化學信號。
中間神經元連接腦和脊髓中的各種神經元。
最簡單的神經通路是單突觸（單聯接）反射通路，如膝跳反射。醫生用叩診錘敲擊膝蓋的特定部位時，感受器通過感覺神經元將信號傳送到脊髓；感覺神經元再將信息傳遞給控制腿部肌肉的運動神經元；神經沖動沿運動神經元傳遞并刺激對應肌肉進行收縮。該反應是一種肌肉反射，過程十分快速，并不涉及腦。人類有很多類似的基本（hard-wired）反射，但隨著任務越來越復雜，反射通路的“線路”也更錯綜復雜并且需要用到腦。
最簡單的生物神經系統可能僅僅由反射通路構成。例如，葉狀軟體蝸蟲和無脊椎動物都沒有集中式腦，它們僅有由松散連接的神經元組成的簡單反射通路。葉狀軟體蝸蟲擁有一種單個神經元相互聯系形成、遍布全身的神經網。
多數無脊椎動物（如龍蝦）擁有多個簡單“腦”，即由神經細胞聚集組成神經節。每個神經節都通過反射通路控制其對應節段的感覺和運動功能，同時神經節之間相互連接形成簡單的神經系統。隨著神經系統的進化，神經節鏈進化為更集中的簡單腦。
腦的主要分區 脊髓
腦干
小腦
前腦
間腦——丘腦、下丘腦
腦皮質
腦由無脊椎動物的神經節進化而來。無論是何種動物，腦都可分為以下幾個部分：
腦干——腦干由髓質（上端脊髓的膨大部分）、腦橋和中腦組成（低等動物只有髓質）。腦干控制反射、自動功能（如
心率，
血壓）、肢體運動和內臟功能（消化、排尿）。
小腦——小腦整合來自前庭系統的位置和運動信息，并用這些信息協調肢體運動。
下丘腦和腦垂體——控制內臟功能、體溫，以及進食、飲水、
性反應、攻擊及愉悅等行為反應。
大腦（也叫做腦皮質或簡稱皮質）——大腦由皮質、大纖維束（胼胝體）和一些深部結構（基底神經節、杏仁核、海馬）組成。它整合來自所有感覺器官的信息、激發運動功能、控制情感、保存記憶和思維過程（情感表達和思考在高等動物中更為普遍）。
從魚類到人類，您會發現皮質越來越大，所占比例也越來越大，并且出現褶皺。增大的皮質負責更高等級的功能，例如信息處理、語言、思維和記憶。另外，叫做丘腦的部分將來自腦干和脊髓的信息傳遞到腦皮質。
低等動物（魚類、兩棲類、爬行類、鳥類）的“思維活動”很少，它們更關心覓食、進
食、飲水、
睡眠、繁殖和自我保護等日?；顒?。因此，它們的腦主要由控制這些功能的區域組成。我們也可以完成這些功能，所以我們的體內也有一個“爬行動物”的腦。
腦的下部是腦干和顱神經。
低級腦的基本組成部分包括脊髓、腦干和間腦（小腦和皮質同樣存在，但在稍后部分討論）。每個結構中都有名為髓核的神經
細胞中樞，它們均有特定功能（呼吸、調節心率、睡眠）。
脊髓脊髓可以看作是與腦分離的器官，或者僅是腦干向下的延伸部分。它含有來自于身體的感覺和運動反射通路，以及腦的上行和下行通路。脊髓中含有不依賴于腦的反射通路，如膝跳反射中的那樣。
髓質——包含用于調節
血壓和
呼吸的髓核，還包含用于傳遞由感覺器官發出的、源自顱神經的信息的髓核。
腦橋——腦橋含有將來自小腦的運動位置信息傳遞至皮質的髓核，也有與呼吸、味覺、
睡眠相關的髓核。
中腦——中腦的髓核聯系腦中與運動功能（小腦、基底神經節、大腦皮質）、
眼部運動、聽力控制有關的各個部分。其中一部分叫做黑質，與自主運動有關。當其功能喪失時就會發生帕金森氏病的震顫性運動。
丘腦——丘腦將外來的感覺通路傳遞到大腦皮質的相應區域，決定哪些感覺信息傳導到意識以及哪些信號參與小腦、基底神經節、皮質之間的運動信息交換。
腦垂體——腦垂體含有控制腦垂體分泌激素的髓核。這些中樞支配
有性繁殖、進食、飲水、生長、母性行為（如哺乳動物泌乳）。腦垂體還參與絕大多數行為，包括與日夜循環相關的生物“鐘”（晝夜節律）。
低級腦的內部視圖
小腦位于腦橋的后上方，并褶皺形成許多葉。它接收來自脊髓的感覺神經信息、來自皮質和基底神經節的運動信息，以及來自前庭系統的位置信息。然后小腦將這些信息進行整合并影響從腦出發的輸出運動通路，以協調運動。為說明這一點，請伸手觸摸身前的某一點，如計算機顯示器——手會完成一個順滑的動作。如果小腦受損，這個動作將變得非常僵硬，因為皮質會發出一系列導向目標點的肌肉微縮信號。小腦也會參與語言表達（控制唇部和喉部
肌肉的細微收縮），以及其他認知功能。
灰質皮質包括灰質（無髓鞘神經元）和白質（進出皮質的有髓鞘神經元）。
大腦是人腦中最大的組成部分。皮質內包含有所有接受和處理感覺信號、觸發運動、分析信息、推理和表達情感的中樞。分管這些功能的中樞位于皮質的不同區域。了解皮質各區域的功能前，讓我們先了解一下各區域的分布。
大腦皮質的主要部分
皮質占據了人腦外表面的主要部分。腦的表面積約為1500到2000平方厘米，相當于一到兩頁報紙。將這么大的表面積裝進顱骨時，皮質會發生折疊，形成褶（腦回）和溝（腦溝）。幾條大的腦溝將皮質分為下述幾葉：前葉、頂葉、枕葉和顳葉，每種葉均有不同功能。
將鼠標移到人腦各部分的標簽上，可以看到其在人腦中對應的位置。
從上往下看時，一條大腦溝（大腦縱裂）將人腦分為左右兩個半球。左右半球通過一束稱為胼胝體的白質纖維結構進行信息交流。同時，兩側顳葉還通過靠近腦后部另一束稱為前連合的纖維進行交流。
-
如果能看到大腦的切面圖，就可以發現一條腦溝將胼胝體以上的皮質區分為兩半，這條腦溝稱為扣帶溝?？蹘虾碗蓦阵w之間的區域叫做扣帶回，又稱為邊緣系統或邊緣葉。大腦內部是基底神經節、杏仁核和海馬。
我們對大腦皮質主要結構的了解到此為止。現在，讓我們看看它們的功能。
大腦之間的連接是“硬線連接”，正如
高樓或
飛機用電線進行硬線連接一樣。在腦中，所有連接均由神經元構成，通過皮質各葉中的中樞連接感受傳入通路和運動傳出通路，這些皮質中樞與人腦的其他區域之間也有連接。
大腦的某些區域具有特定功能：
頂葉——頂葉負責接收和處理所有的軀體感覺信號（觸覺、痛覺）。 由脊髓分出的纖維，經過丘腦分配，到達頂葉各區域。
這些連接在頂葉內構成了一幅機體表面的“地圖”，稱為腦投射圖。
腦投射圖看起來有些奇怪，因為每個區域在圖中按照感覺神經元連接的數目顯示，與該區域的實際大小無關。（有關是什么決定了腦投射圖的詳細信息，請參見
What Does Your "Homunculus" Look Like?Mapping Your Brain ）
腦投射圖，一幅機體的感受“地圖”。腦投射圖看起來有些奇怪，因為每個區域在圖中按照感覺神經元連接的數目顯示，與該區域的實際大小無關。
頂葉后部（靠近顳葉的區域）有一塊稱為韋尼克氏區的區域，該區域對于理解與語言相關的感覺（聽覺和視覺）信息非常重要。這塊區域的損傷會造成“感覺性失語”，即患者不能理解語言的內容，但是可以發出聲音。
額葉——額葉與運動（包括語言）和認知功能有關。 腦部的運動中樞（中央前回）位于額葉尾部、頂葉前方。它接收頂葉軀體感覺的連接信號，處理、觸發運動功能。和頂葉中的腦投射圖一樣，中央前回也有運動區域的投射圖（有關詳細信息，請參見
A Science Odyssey:You Try It - Probe the Brain Activity）。
額葉左側有塊區域，稱為布羅卡氏區，控制用于發出聲音的
肌肉（嘴、唇和喉）。這塊區域的損傷會造成“運動性失語”，即患者可以理解語言的內容，但只能發出無意義或模糊的聲音。
額葉其他區域與聯想功能（思維、學習和記憶）。
腦功能區域模式圖
枕葉——枕葉負責接收和處理從眼睛直接傳送過來的
視覺信息，并將這些信息與頂葉（韋尼克氏區）和運動皮質（額葉）相關聯。其功能之一在于處理從眼睛晶狀體角膜投射到視網膜上的倒置圖像。
顳葉——顳葉處理來自耳朵的聽覺信息，并將之與頂葉的韋尼克氏區、額葉的運動皮質相關聯。
腦島——腦島影響腦干的自動功能。比如，屏住呼吸時，腦島的神經沖動會抑制髓質的呼吸中樞，腦島同時還處理味覺信息。
海馬——海馬位于顳葉內，對短時記憶非常重要。
杏仁核——杏仁核位于顳葉內，控制社會行為、
性行為以及其他情緒。
基底神經節——基底神經節與小腦共同協作，調控精細運動，例如指尖動作。
邊緣系統——邊緣系統控制情緒性行為和內臟肌肉（消化道和體腔器官的肌肉）的運動。
腦和脊髓包裹著一系列堅韌的腦脊膜，可保護這些器官，避免其受到顱骨和脊柱的擦傷。同時，腦和脊髓還漂浮在顱骨和脊柱內的腦脊液中，以增強保護。這種緩沖液體由腦中的脈絡叢組織產生，流經一系列腔室（腦室），最后，從腦部流出，沿脊髓流下。腦脊液與供血之間由血腦屏障隔開。
腦室系統
正如您所見，人腦是一個復雜精密、高度分化的器官，它控制機體的一切行為。
