人的大脑是由许多部份组成的，每一部份都有他自己的特定功能：把声音转成语言、处理颜色、表达恐惧、辨识面孔、区辨鱼和水的不同等。但是各部份不是静态的组合，每一个脑都是独一无二的，不断在改变，并对环境非常敏感。脑的各个模组会户相协助、户相作用，它们的功能并不是僵化、固定的，有的时候某部份会越厨代庖，接替另一部份的工作，有时则因环境或基因的因素而完全失去功能。大脑活动受到电流和化学物质所控制，甚至可能受到会扭曲时间的量子效应所影响。整个大脑是音动态的系统而组成一个整体，这个系统可以同时做一百万件的事。大脑很可能太复杂而使它永远不脑能了解自己，然而它从来没有停止做这样的尝试 。
大脑的结构:
假如你将大脑的某一个区放大来看，你会看到绵密的神经网路。大部份是结构比较简单的胶质细胞，主要的功能是支撑大脑的架构，将整个构造黏在一起成为整体。也有人认为，胶质细胞也参与放大或调整电流活动。不过，这个看法到目前为止，尚未被证实。
真正创造大脑活动的细胞是神经元，它们只占大脑细胞总数的十分之一。神经元可以传送电流，细长的神经元可以一直通达身体躯干，星形的神经元往四面八方传送讯息，更有的神经元有浓密的分枝丛生在一起，活像长的太茂盛的鹿角。每一个神经元可以跟大约一万个邻居相连接，彼此以分支相连。神经元的分支有2种：「轴突」将讯息从细胞核往外传送，而「树状突」则用来接受传入神经元的讯息。
假如你更进一部观察，你会注意到，每一个轴突及树状突交接的地方，有一个很小的间隙，这个小间隙叫做「突触」。为了要让电流通过这个空隙，轴突必须分泌化学物质，叫做「神经传导物质」；当神经元准备发射讯息时，神经传导物质释放到突触中，这些化学物质再启动附近的神经细胞发射讯息，这样的连环效应就会引发几百万个彼此连接的细胞进行同步活动。
神经元和分子之间的这些活动，建构了我们心智的基楚，而如果能控制这些活动，对生理性的精神治疗会很有效。举例来说，抗忧郁症的药物作用在神经传导物质上，主要是强化血清张素的作用。这方面的研究发展出很多新的药物，可以帮助老人失智症、巴金森症及中风的病人。有些科学家认为，意识的密秘就在於此，或甚至在更基本的量子历程上，即脑细胞内最微小的深层活动。
人类的大脑像个椰子那麼大，形状像核桃，颜色像生猪乾，摸的触感则像是冷藏的牛油。大脑有两个半球，外层是很薄的有皱纹的灰色组织，叫作大脑皮质。每一个凹下去的沟叫做脑沟，凸起来的部份则叫做脑回。每一个人的大脑表层都有一点不同，但是主要的皱褶是每个人都有的就像每个人都有人中及眼角的鱼尾纹一样，但是略有差异，可以拿来当作辩识的标的物。在整个脑部的最后面是小脑，远古时后，小脑是我们哺乳类祖先脑部的主要部份，但现在它的地位已被更大的大脑所取代了!
每一半的大脑都可以分成四区，最后面是枕叶，在下面侧边是颞叶，上面是顶叶，前面是额叶。每一个脑叶都有它自己特殊的专才，枕叶几乎全属视觉处理区，顶叶掌管动作、方向、计算和物体辨认等功能的处理，颞叶跟声音、语言理解有关，也与记忆的某些层面有关。额叶是所有大脑功能的总汇合：思考、概念的形成、计划的执行，另外也在有意识的情绪上扮演重要的角色。
假如你把大脑从中间剖开，使两个脑半球分离，你会看到皮质下有复杂的模组聚集物，有的聚成一团，有的是管状，还有的形成腔室。有些大小和形状类似果仁、葡萄和昆虫，但是大多数是你从来没有看过的形状。每一个模组都有它自己的功能，它们彼此之间都有错纵复杂的神经网路联结。大部份的模组是灰色的，因为神经元的细胞体是灰色的。连接模组的神经束颜色比较淡，因为神经外面包有白色的物质，叫作髓鞘。髓鞘的作用是绝缘，使电流可以快速的沿著髓鞘流动。
在大脑里，除了中央底部的松果体外，每一种模组在两个脑半球都各有一个，将脑半球切开，看起来最显著的就是一弯白色的纤维束，叫做胼脂体，它做为一个桥梁，将两个脑半球连结起来，不断的将讯息往返运送，所以绝大部份的情形下，大脑是一个整体。在胼脂体底下的模组叫做边缘系统，这个区域在演化上比皮质古老，有叫做哺乳类的脑，因为它最早在哺乳类身上出现。这一部份的脑负责浅意识运作，但是它对我们的经验有重大的影响，因为它意识皮质间有密切的连结，不断把讯息往上方的皮质输送。
情绪是最基本的大脑反应，它是由边缘系统产生，而边缘系统还有很多其他功能，例如视丘是个中继站，将送进来的讯息转送到大脑各个区域去处理。视丘的下面是下视丘，它与脑下垂体一起，不断调整我们的身体以适应外面环境的变迁。海马回主要负责储存长期记忆。杏仁核位於海马回的前面，是用来产生恐惧的地方。
再往下走，会到达脑干。这是整个脑中最古老的部份，它大约在五亿年前演化出来，它跟现代爬虫类很类似，所以脑干又叫做爬虫类脑。身体各部份的神经，将讯息经由脊椎送往大脑，脑干正是这些讯息入脑的门户，它掌管我们的呼吸、心跳及血压。
透过解剖，人的大脑显示出它自己的演化历史。人从水里而来，鱼类发展出一根管子，把神经从身体远端带回中央控制点。刚开始只是脊椎终端突起一点，然后神经把它们自己分类成各有特殊性质的模组，有些对分子敏感，形成我们今天的嗅脑；有些对光敏感，形成眼睛。这些全都连接到控制运动的一团神经，也就是小脑。这些部份聚集在一起形成脑干，又称爬虫类的脑，纯粹是机械性的、无意识的过程；其中最基本的部份仍然没有变，并形成后来发展出来三层系统的最下面一层。
在这层系统之上，更多的模组逐渐发展出来，视丘使得视觉、听觉和嗅觉可以意起使用；杏仁核和海马回创造出一个粗略的记忆系统，下视丘使得有机体能对更多的刺激产生反应。这就是哺乳类的脑，也称为边缘系统，情绪便在这里产生，但不是从这里感受到，因为它不是有意识的。
在哺乳类演化的时后，感觉模组触发了薄薄一层的细胞基质的发展，它的基层形式使得许多神经可以彼此连接起来，但是大小只增加一点点。这一薄层就形成了皮质，由此，意识就出现了。在哺乳类演化成人的时后，皮质变的越来越大，将小脑推挤到现在的位置上。三百万年前的南方猿人有个十分像人类的脑，但是只有现在人类的三分之一大，一百五十万年前，类人猿的脑突然长大，如此突然使壳被往前推而鼓了出来，造成高而平的前额及圆形的头顶，使我们与其他的灵长类不一样，这个扩张最大的区域，与思考、计划、组织和沟通的能力有关。
语言最可能是从人猿跳到人类时发展出来的，使我们的祖先有东西可以思考，因此便需要有新的脑组织，脑的额叶因此增加了百分之四十，产生一片很大面积的灰质，这就是新皮质。这个戏剧化的暴增发生在头的最前面，现在叫做前额叶，它的发展将前额更往外推，胪顶变成圆拱形，造就了我们今天头胪的形状。
记忆是人类心智活动的一种，属于心理学或脑部科学的范畴。记忆代表着一个人对过去活动、感受、经验的印象累积，有相当多种分类，主要以环境、时间和知觉来分。
记忆是如何形成的呢？要了解记忆的形成，就必须注意神经细胞，因为记忆就是在这里制造的。
不论是哪一种记忆，基本上都是同样的程序：一组神经细胞同步激发活化，形成某一个特定的形态。思想、知觉、念头、幻觉等，任何大脑的功能都是由同样的情形造成的。
人类的记忆系统，包含了许多不同的大脑区域:一是额叶，长期记忆永久地储存在这里；二是壳核，程序式的记忆储存在这里，例如开车、骑自行车等；三是海马回，是记录和提取记忆，尤其是个人的记忆和关于空间的记忆；四是杏仁核，潜意识的创伤记忆可能储存在这里；五是尾状核，许多人类的本能，记录在基因上的记忆来源于此处。
即便是最小的记忆运作，也会牵涉到大脑中好几个神经网络。例如一个事件发生的内容及对其的感觉就分别储存在大脑不同的区域。而这样一个分类筛检的动作，是由大脑里一个微小的器官海马回所负责。
海马回横跨于左右脑之间，担任收发讯息的门户站，负责将“新接收的讯息”转换成记忆，分送到不同的部位储存。海马回可以说是学习最关键的部分，也是最善变、最不稳定的部分。一旦氧气供应不足，它就是首当其冲受损的地方。没有了海马回，我们还是可以学习的，只是记不住而已。
神经细胞
大脑海马是位于脑颞叶内的一个部位的名称，人有两个海马，分别位于左右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分，担当着关于记忆以及空间定位的作用。名字来源于这个部位的弯曲形状貌似海马。
在阿兹海默病中，海马是首先受到损伤的区域：表现症状为记忆力衰退以及方向知觉的丧失。大脑缺氧（缺氧症）以及脑炎等也可导致海马损伤。
在动物解剖中，海马属于脑的演化过程中最古老的一部分。来源于旧皮质的海马在灵长类以及海洋生物中的鲸类中尤为明显。虽然如此，与进化树上相对年轻的大脑皮层相比，灵长类动物尤其是人类的海马在端脑中只占很小的比例。相对新皮质的发展，海马的增长在灵长类动物中的重要作用是使得其脑容量显著增长。
海马是哺乳类动物的中枢神经系统中的脑的部分(大脑皮质)中被最为详细研究过的一个部位。
在解剖学以及组织学上，海马具有一目了然的明确构造。海马内部有形成形态美观的层面。也就是神经细胞的细胞体与其神经网区域呈层状排列。
海马，是被称作“海马区”（hippocampal region）的大脑边缘系统的一部分。海马区可分为：齿状回（dentate
gyrus）、海马、下托（subiculum）、前下托（presubiculum）、傍下托（parasubiculum）、内嗅皮质
（entorhinal cortex）。这之中齿状回、海马、下托的细胞层为单层，合称“海马结构（hippocampal
formation）”，其上下夹有低细胞密度层和无细胞层。此外的部位有复数的层面构成。齿状回与海马的单层构造对神经解剖学以及电生理学的研究进步作
出了贡献。
20世纪初，开始有科学家认识到海马对于某些记忆以及学习有着基本的作用。特别是1957年Scoville和Milner报告了神经心理学中很重
要的一个病例。这是来自一位被称为HM的病者的报告，HM要算是神经心理学的领域之中被检查得最详细的人物。由于长期的癫痫症状，医生决定为他进
行手术，切除了颞叶皮层下一部份的边缘系统组织，其中包括了两侧的海马区，手术后癫痫的症状被有效控制，但自此以后HM失去了形成新的陈述性长时记忆
的能力。这个发现变成了让许多人想了解海马区在记忆及学习机制的契机，而成为一种流行，无论在神经解剖学、生理学、行为学等等各种不同领域，都对海马区做
了相当丰富的研究。现在，海马区与记忆的关系已经为人所了解。
许多人对海马区与癫痫发作的关系也有很浓厚的兴趣。海马区在脑中为发作阈值低的部位。因为几乎所有癫痫患者的发作皆由海马区所起始，像这类以海马区
为主的发作，有许多的情形是很难以药物治疗的。而且，海马区中有一部分，尤其是内嗅皮质，为阿尔兹海默氏症最先产生病变的地方，海马区也显示出容易因贫
血、缺氧状态而受伤害。
海马区在解剖学解剖学以及机能构造上都是其它大脑皮质系统的研究样本。大脑皮质在最近开始被关注与研究，现在已知的关于中枢神经系统的条目#突触传导的见解多受益于海马区的研究。而海马区的相关知识则多源于齿状回与海马的标本。
心理学家与神经学家对海马的作用存在争论，但是都普遍认同海马的重要作用是将经历的事件形成新的记忆（情景记忆或自传性记忆）。一些研究学者认为应该将海马看作对一般的陈述性记忆起作用内侧颞叶记忆系统的一部分（陈述性记忆指的是那些可以被明确的描述的记忆，如“昨天晚饭吃了什么”这样的关于经历过的事情的情景记忆，以及“地球是圆的”这样的关于知识的概念记忆）。
有迹象显示，虽然这些形式的记忆通常能终身持续，在一系列的记忆强化以后海马便中止对记忆的保持。海马的损伤通常造成难以组织新的记忆（顺行性失忆症），而且造成难以搜索过去的记忆（逆行性失忆症）。
尽管这样的逆行性效果通常在脑损伤的很多年之前就开始扩展，一些情况下相对久远一些的记忆能够维持下来。这表明海马将巩固以后的记忆转入了脑的其他的部
位。但是，旧的记忆是如何储存的要用实验来检测的话存在一些难点。另外，在一些逆行性失忆症案例中，在海马遭受损伤的数十年前的记忆也受到了影响，导致了
这一关于旧的记忆的观点的争议。
海马的损伤不会影响某一些记忆，例如学习新的技能的能力（如学习一种乐器），将设这样的能力依靠的是另外一种记忆（程序记忆）和不同的脑区域。有迹象表明著名的病人HM（作为治疗癫痫病的手段他的内侧颞叶被切除）有组织新的概念记忆的能力。
有些证据提供以下的线索：空间讯息的储存与处理牵涉到海马体。老鼠实验的研究显示，海马体的神经元有空间放电区，这些细胞称为地点细胞（place cells）。如果老鼠发现自己处在某个地点，不论该老鼠移动的方向为何，有些细胞会发电，而大部分的细胞至少会对头的方向、移动方向感到敏感。在老鼠身上，有些细胞称为分野细胞（splitter cells），该种细胞的发电取决于动物的近期经验（回顾记忆；retrospective memory）、或是期待即将的为来（前瞻记忆；prospective memory）。根据不同的身处地点，不同的细胞会发电；因此，只要观察细胞的发电情形，就可能指出动物身处的地点。在人类身上，当人们在虚拟世界的城镇里在寻找方向时，就会牵涉到“地点细胞”。 这样的发现是源于如下的研究：在严重癫痫患者的大脑里面植入电极，当作是患者在手术过程中诊断的方式。
发现了“地点细胞”，让世人觉得海马体可能扮演“认知地图”（cognitive map）的角色，而认知地图就是环境格局的神经重现。然而，针对这样的观点，近期的证据提出怀疑，并且指出海马体对于“寻找方向”（navigation[来源请求]）更根本的过程非常重要。尽管如此，动物实验显示，即使要完成简单的空间记忆活动，健全的海马体是必要的（譬如把目的地藏住，要动物找路回去）。
若海马体不健全，人类可能就无法记住曾经去过的地方、以及如何前往想去的地点。研究人员相信，若要在熟悉环境之间找出捷径、以及新的路线，海马体扮
演极重要的角色。针对这样寻找方向的能力，有些人比其他人能力强；此外，大脑显影研究显示，这些寻找方向能力比较好的人，在寻找方向时，他们的海马体比较
活跃。
伦敦出租车司机必须要记住很多地点，并且知道这些地点之间最直接的路线（他们必须通过严格的考试，该考试名为“知识”，英文名是The Knowledge，才能得到伦敦著名的黑色出租车black cab的驾驶执照）。在伦敦大学学院（Macguire
et al,
2000）的研究显示，相较于一般民众，伦敦出租车司机的海马体体积较大，至于更有经验的出租车司机的海马体体积又更大。然而，有较大的海马体是否有助于
成为出租车司机、或是成为出租车司机或以找捷径为生是否能够使得一个人的海马体变大仍待研究。
在印第安那大学进行的老鼠实验提出了如下的可能性：在反复的迷宫实验里观察老鼠的表现，海马体的型态跟“两性异形”息息相关。对于将地点空间化、找出自己所在，公老鼠表现比较好，因为公老鼠的海马体体积比较大。
皮质（Cortex）亦称大脑皮质。
大脑皮质覆盖于大脑两半球的灰质，是高级神经活动的物质基础，由神经元、神经纤维及神经胶质构成。
人类大脑皮质上有大量的皱起，称为回，回间的浅隙称为沟，深而宽的沟称为裂。沟回的面积增加了皮质的面积。
人脑皮质的体积约300立方厘米，总面积约2200平方厘米。其中，1/3露于表面，2/3位于沟壁和沟底。皮质的平均厚度为25毫米，中央前回最厚，约有45毫米，而在枕极的皮质最薄，约为15毫米。
在大脑皮质里有两种主要成分，一种是细胞，其中包括神经元的胞体和神经胶质；另外一种是神经纤维。
大脑皮质表面分为五叶——额叶、顶叶、颞叶、枕叶和边缘叶。
额叶、顶叶、颞叶、枕叶在系统发生上出现较晚，称为新皮质（neocortex），边缘叶发生较早，称为旧皮质旧皮质(paleocortex)。古皮质(archeocortex)是进化程度最古老的皮质。
古皮质与旧皮质与嗅觉有关，总称为嗅脑。
在哺乳动物中，等级愈高，新皮质愈发达。古、旧皮质是三层的皮质，而新皮质则发展成为六层。
古皮质是进化程度最古老的皮质。包括形成海马和齿状回的皮质。
古皮质属于异源皮质，只见于海马结构，基本由三层细胞组成。海马结构是大脑半球皮质内侧缘的部分。由于新皮质的极度发展，把此部皮质推向大脑半球的内侧面。
它在海马裂和脉络裂之间，随颞叶的发展弯向下，再转向前，自室间孔到侧脑室下角的尖端，构成弓形灰质区，包括胼胝体上回、束状回、齿状回、海马、下脚和海马回钩的一部分。
旧皮质（archicortex）是进化程度较古老的皮质。是组成嗅脑的皮质。
旧皮质和古皮质一起称为边缘皮质，又与其有密切关系的扁桃核、中隔核和丘脑下部合起来称为大脑边缘系统（limbic system）。
旧皮质包括前梨状区和内嗅区，也属于异源皮质(allocortex)，基本上也由三层细胞组成。但是，在许多区域出现亚层，形成类似同源皮质(isocortex)的六层，而皮质中的细胞类型则较少，如高尔基Ⅱ型细胞比新皮质相差很多。
新皮质是进化程度较高级的皮质。是哺乳动物大脑皮质的大部分，在脑半球顶层，大约2～4毫米厚，分为六层。与一些高等功能如知觉、运动指令的产生、空间推理、意识及人类语言有关系。
几乎每人都有过“似曾相识”的体验：当人们身处一个全新场景时，会有几秒钟的时间，觉得完全了解或确切经历过这些场景。是一个声音，一种味道或某瞬间的场景，都可能激起一个人这种再次回忆的感觉。这种现象到底是怎么回事？
最新研究表明，这是大脑中一个叫做“海马回”的区域“作祟”。
麻省理工学院的生物学教授利根川进最近专门研究了大脑海马回上一些特定的神经末梢。当实验鼠被切除了这部分的神经末梢时，它们置身于一间从未到过的房间时的反应，与置身于一间只与平常常见的房间略微不同的房间的反应是一样的，即这些实验鼠无法区分类似场景。
海马回位于控制学习和记忆活动的中枢，主要负责形成和储存长期记忆。其实，记忆是被强大的化学作用联系在一起的脑细胞群。唤起某种记忆相当于找到特定脑细胞群并激活它。海马回可帮我们根据现在的经历，在记忆中寻找相同或相似的回忆。找到后，就将现在的印象认为是发生过的或认成这个典型的、似曾相识的感觉。
有时海马回也会因疏忽出现错误：它们将现在的观感归入到曾经发生的感觉中，即使这种“记忆”是从未发生过的，于是就产生了前世记忆般的“似曾相识”。
根据细胞形态不同： 海马可分为海马回和齿状回(dentategyrus, DG) 两个部分。前者包括CA1、CA2、CA3、CA4 四部分, 主要由一些锥体神经元组成；后者则基本由颗粒细胞构成。
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