人类探索自我，经历了漫长的旅程。我是谁？人活着是怎么一回事？灵魂真的存在吗？我们如何感知到世界的缤纷灿烂？那些难忘的记忆和喜、怒、哀、乐是如何形成的？大脑如何思维？为什么大千世界中人们的个性、风格迥异？为什么性格乖戾、生活不能自理的真实“雨人”金·皮克却拥有超常的记忆，能够做到一目十行，且过目不忘？由古至今，这许许多多的问题吸引了无数智者去思考和研究。
犹如深邃浩瀚的宇宙，人类的大脑蕴藏着无穷秘密。大脑是人体内结构和功能最为复杂的组织器官，是人类一切精神活动的物质基础。历经千百万年的进化而形成的人类大脑，包含了多达千亿的神经细胞（神经元），这些细胞间以一种高度有序、高度特异的方式相互联结并形成网络（神经网络），以应付不断变化的复杂环境，并使人类具备处理各种复杂问题的能力。
人类之所以有别于其他生物，成为万物之灵，正是由于我们具有高度发达的大脑。人脑高级认知功能的形成和不断发展，使得人类成为有个性、有感情、有思想的生命体，具备了掌控世界的能力。通过功能各异的神经元的分工协作，大脑成为接收外界信号、产生感知觉、形成意识、进行逻辑推理、发出指令以付诸行动的总指挥部，它掌管着我们的语言、感觉、思维、记忆、情绪、行为等高级活动。脑的活动不仅使我们能够看到千姿百态的世界，能够听到动人心弦的音乐旋律，更重要的是使我们能够思考、创造、认识和改造世界。
人类大脑可以在瞬息间对海量的外界信息进行高度复杂的处理，它的工作原理为计算技术的发展提供了重要启示，而计算机的发展又向人类的智力提出了前所未有的挑战。人们之所以把计算机称为电脑，就是因为人们认为计算机能做的事情与我们的大脑相似。1997年5月，一场别开生面的国际象棋比赛轰动了全世界：超级计算机“更深的蓝”与享誉世界棋坛的特级国际大师卡斯帕罗夫展开人机对弈。经过9天6局的激战，“更深的蓝”最终以两胜三平一负的战绩战胜了大师。落败的卡斯帕罗夫在赛后说，他在与“更深的蓝”下棋时感觉计算机的决定富有“智慧和创意”，是他所不能理解的。
这场“人机大战”提出了一个耐人寻味的问题：机器脑可以比人脑更加聪明，甚至能够在不远的将来代替人脑吗？
人脑具有智慧、能思维，但更重要的是，人类所独有的精神活动还包括了人与人之间的情感交流和社会性，这是计算机所不具备的。计算机缺乏灵活的判断力、创造力和情感，而情感恰恰是人类智能优势的基础。人脑的所有智能显然不可能全部存在于一个无生命的机器中。计算机依靠人类事先为之设定的程式语言来进行工作，而人脑在社会环境和社会交往等因素的影响下，处于动态的进化、升华过程中，能不断创新，这是计算机（机器脑）依靠自身的能力不可能达到的。
但是，计算机无疑能大大增强人脑收集海量信息的能力，大幅度扩展人脑利用推理探索事物的空间。如何将无生命的计算机与人脑的创造力和判断力结合起来，充分利用“人机交互”的强大功能为人类服务，是众多科学家为之努力的目标。例如，科学家已能用大脑发出的信号来直接操纵假肢，使失去双腿的人犹如常人一样行走自如。
大脑赋予了人类智慧、爱情、记忆和美梦，然而大脑的种种疾病也会严重影响人类健康、生活质量和家庭幸福。近一个多世纪以来，科学家对于脑疾病的研究从未停止过，精神分裂症、抑郁症、老年痴呆症、帕金森病等脑部疾病已成为当今医学界的重大研究课题，而这些疾患防治对策的重大突破，从根本上来说取决于对脑工作原理的认识。从事基础研究的神经科学家正和临床医学家紧密合作，取得了显著的成绩。
人脑的结构十分精细，实施的功能极其复杂，人类探索脑的奥秘需要从分子、细胞、系统、全脑和行为等不同层次进行研究和整合，需要来自不同研究领域科学家（神经科学家、医学家、数学家、计算机专家、社会学家等）的加盟和协作。从20世纪90年代开始，世界各国在这一科学领域投入了大量的人力和财力，脑科学的研究正方兴未艾，其研究成果无疑将为人类更好地了解自身、保护自身和防治脑疾病等方面做出重要的贡献。
这是一个充满着期待和挑战的脑科学时代。本卷围绕“大脑与认知”这一主题，从七个方面展开探索大脑之旅。我们将与你一起分享“大脑与神经”的鬼斧神工，寻觅“感觉与知觉”的精妙绝伦，品味“学习与记忆”的玄奥精微，感受“思维与智力”的深邃浩淼，体验“睡眠与梦境”的神秘莫测，了解“性格与情绪”的变幻无常，剖析“大脑与健康”的千汇万状。希望本书的许许多多“为什么”能够激起你对脑科学的热情和热爱，并一起来探索大脑的无穷奥秘。（李涛 杨雄里）
【微博士】精神活动源于心脏还是大脑
众所周知，大脑是人类精神活动的物质基础。但在17世纪以前，人们可不是这样认为的。医学之父希波克拉底就认为，每个人身上都有血液、黏液、黄胆汁和黑胆汁四种体液，这四种体液在不同人身上的比例是不一样的，因此导致人们具有不同的精神活动以及相应的行为方式。多血质的人血液占优势，性情活跃、动作灵敏；黏液质的人黏液占优势，性情沉静、动作迟缓；胆汁质的人黄胆汁占优势，性情急躁、动作迅猛；抑郁质的人黑胆汁占优势，性情脆弱、动作迟钝。17世纪以前，人们还有一种普遍认同的观点，即心脏是人类精神活动的发源地，这也是为什么人们迄今还在沿用“心理活动”这一术语，并将其等同于“精神活动”的缘由。
【微问题】你知道古埃及法老王的木乃伊中唯一保留的内脏器官是什么吗？为什么？
【关键词】脑 认知 脑科学