一、大脑是什么？
大脑是人体的司令官，指挥着各个部位的运动。当代人的脑重虽然不到1.5公斤，但却是由140亿个神经细胞组成，这一巨大的数量和复杂的结构给科学带来了难题，正是由于大脑的复杂性，目前人们对大脑的认识并不彻底。
英国广播公司播出的《人体探秘》(Inside the Human Body)将目光聚焦人类的大脑。大脑是我们最为复杂的构件，以下是有关人类大脑的十大最引人注目的真相。
1.大脑是人类最复杂的构件，需要近20年时间才能发育成熟。
2.在母亲的子宫内，胎儿每秒钟长出8000个新大脑细胞。
3.出生时的脑细胞数量就已能够满足我们一生所需。
4.人脑是宇宙中已知最复杂的东西。
5.新生儿在短短几小时后就能识别母亲的面部。
6.子宫内的胎儿也是有视力的，但看到的都是黑白影像。胎儿的眼睛极为敏锐，能够探测到穿过母亲腹部的微弱光线。
7.人类每分钟可眨眼20次，每次持续半秒钟左右。如果将每天的眨眼时间加在一起，我们将有一个多小时在黑暗中度过。
8.每个大脑细胞平均可与其他脑细胞之间建立1万个连接。
9.负责掌握平衡和身体协调能力的大脑区域极为复杂，所含有的脑细胞数量是其他区域的总和。
10.泰国的小潜水员们从小就训练眼睛，他们的虹膜在水下时会收缩而不是扩散，从而在水下实现聚焦。如果在很小的时候就接受训练，所有孩子都能具备这项技能。
二、左右脑理论
1、美国-罗杰·斯佩里
20世纪60年代末，加利福尼亚的教授罗杰·斯佩里公布了他对大脑中进化最为完整的区域，即大脑皮质调查的结果（“皮质”的意思是“外壳”或“皮层”），并因此荣获诺贝尔奖。
斯佩里初期的发现说明，皮质的两边，或者叫半脑，两者之间的主要智力功能似有分开的倾向。
右半脑看起来好像主要负责下列功能：节奏、空间感、格式塔（完整倾向）、想象、白日梦、色彩及维度。左半脑主要负责的功能似有不同，但也同样重要：词汇、逻辑、数字、顺序、线性感、分析和列表。
另外还发现，尽管两个半脑各司其职，可是，它们在所有的领域里基本上都发挥功能，而由罗杰·斯佩里分辨出来的一些大脑功能实际上都分布在皮质各处。
斯佩里博士曾通过著名的割裂脑实验，证实了大脑不对称性的“左右脑分工理论”，也因此荣获1981年诺贝尔生理学或医学奖。
该理论强调：正常人的大脑有两个半球，由胼胝体连接沟通，构成一个完整的统一体。一般情况下，大脑是作为一个整体来工作的，来自外界的信息，经胼胝体传递，左、右两个半球的信息可在瞬间进行交流，人的每种活动都是两半球信息交换和综合的结果。
左脑是人的“本生脑”，主要从事逻辑思维，记载着人出生以来的知识，管理的是近期的和即时的信息；右脑则是人的“祖先脑”，主要从事形象思维，创造力的源泉，是艺术和经验学习的中枢，右脑的存储量是左脑的100万倍。
2、美国-迈克尔·加扎尼加
请找出一张纸，左右手分别握住一支笔，试着同时一手画方，一手画圆，你可以做到吗？如果你没能成功，那么恭喜你，你的左脑和右脑相互依赖，连接得十分紧密。
对于“一手画方，一手画圆”这个对一般人而言负责的任务，有一类人却能轻而易举的完成。
这个实验由实验者迈克尔·加扎尼加教授设计，实验的主人公是一位叫做J.W.的裂脑人。裂脑人是一群拥有特殊大脑的病人，他们通常患有癫痫，因药物治疗无效，被切除了连接左右半球的结构——胼胝体，这样，一侧半球的信息就不至于不受控制的传递到另一侧。
加扎尼加在实验中发现，J.W.具备同时做两件事情的能力，可以根据左右两侧视野同时呈现的不同图形，一手画方一手画圆，就好像他的身上存在两个人格，每一个人格负责控制一只手，而且二者之间不存在任何干扰。
实际上，“一手画方，一手画圆”的任务对于裂脑人来说还是太过简单，在一项更复杂的九宫格任务中，他们能表现出更惊人的“双重人格”能力。
有时候，脑子里“多一个人”也不是什么好事，来看看另一位裂脑人W.J.的左手是如何破坏右手的表现的。
实验者先让W. J. 进行韦氏成人智力量表的测试库中的一项摆积木任务。一共有4个积木方块，每个方块的6个面上均涂有不同的颜色。病人会看到一张画有方块摆放图案的卡片，而他需要做的就是按照卡片的示例排布方块，这一任务通常被称作“柯斯积木测试”（Kohs blocks）。
人类依靠一种视觉运动能力完成测试，出于某种目前仍未明了的原因，该能力由右侧大脑半球专门负责。由此可推断，从右半球获得运动控制能力的左手在任务中会有更好的表现。实验结果正是如此，病人W.J.能够轻松地用左手完成了按照参考图片摆放彩色积木的任务。
接下来病人试图用右手完成同一个任务的过程。右手的控制能力来自负责语言与交流的左半球。但是，面对与之前一模一样的图片，病人的右手却无法将4个方块依照图片中的样式摆好。而且，正当右手屡战屡败之时，有能力完成任务的左手竟会突然出动，试图插手帮忙，但这样却破坏了另外一只手的工作成果。
在最后一轮测试中，病人的双手可以自由参与解决问题。这个时候，病人的一只手会努力破坏另外一只手的工作成果。左手采取行动、把方块摆成正确的图案，而右手又会让左手的努力付之东流，看上去就像两个独立的认知系统正在为自己的世界观争论不休。
虽然裂脑人的大脑如此热闹，有时左右脑配合得天衣无缝，有时却又“吵吵闹闹，各持己见”，但这对他们的生活并无明显的阻碍。加扎尼加教授曾用影像记录过裂脑病人的日常活动，给人们展现了裂脑人平凡的一面：“我曾去过病人N.G.的家中，她和丈夫住在西柯维纳市，丈夫在福特的一家工厂上班，过得相当宽裕。他们的后院里有一个迷人的泳池，我去拜访两口子时，N.G.正在那里开心地游泳，运动完后她又坐着家里的沙发上喝茶看报，生活过得相当温馨。这是我觉得，他们也像我们一样平常。”
加扎尼加的学术之路在裂脑人身上打开，却没想到与他们中的许多人相伴了几十年，建立了深厚的友谊。他把自己和裂脑人的故事写在了自传《双脑记》中，并在献词中写下了这样的话：
3、法国著名生物学家-拉马克
法国著名生物学家拉马克（1744—1829）的“用进废退”理论指出：人的任何器官，使用的次数多了，这个器官或者组织就会进化；如果不使用或者很少使用，那么它就会退化。
现在许多人提出开发右脑的概念，这个概念没有错，但是很容易产生误解。右脑支配左侧肢体，控制左手运动，反过来，左手、左侧肢体的运动也能刺激右脑。有意识地调动左手、腿、眼、耳，特别是左手和左手指的运动，对大脑皮层产生良性刺激，能使右脑得到比较充分的锻炼机会，是开发右脑的有效方法。大脑左右两个半球需要共同协调、平衡使用，才是开发大脑最高的境界，不能用一种倾向去掩盖另一种倾向。
像传统的学习那样，仅仅开发左脑远远不够，仅仅开发右脑也远远不够，必须协调平衡使用。在这个原则下，适当地多加运用右脑一定会取得非常惊人的效果的。仅从记忆来说，右脑的开发就具有极大的价值。大脑记忆知识有不同的层次，最难记忆的是无逻辑数字，而记忆不动图是最容易的而且效果最好。根据大脑两个半球的分工协作的理论，可以看到右脑记忆知识更容易、更牢固，左脑记忆知识则困难较大。通过传统意义的学习培养出来的人材，大多数是左脑人，这种左脑人所做的许多工作很快会被电脑所替代，而右脑具有创新和巨大的潜能，要超越自己和他人，就一定要在右脑上下功夫，活化与开发右脑，成为一位右脑人，进而成为具有观察力、综合力、想象力、创造力等聪明智慧的全脑人。
三、大脑分层
神经学家Paul MacLean从大脑演化学与发育学角度提出，人类的大脑组织结构型态可分为三层：最上面的一层叫大脑新皮层(百万年)，第二层是旧皮层(一亿五千万年)，最下面的一层是脑干(两亿年前)。根据对应的不同进化物种标志又分别被叫作新脑（灵长动物脑），旧脑（哺乳动物脑）和原始脑（爬虫脑）。这三层大脑分别具有不同的结构、回路和功能，独自发挥着作用，按照其作用也可以称为：本能脑、感性脑和理性脑。
1、原始脑——爬虫脑——本能脑
作用是维持人体的基本生存功能，例如“心跳速度与心律、血液循环、血压、呼吸速度”等原始功能行为，满足最基本的需要，例如生存、身体维护、交配等，包括原始心理保护机制：爱、恨、恐惧、性欲。
2、旧脑（大脑旧皮层）——哺乳动物脑——感性脑
情绪中枢，主要掌管情绪（高兴、愤怒、喜悦、痛苦、情绪等）、感性记忆（以情感主导的记忆）与注意力，进行好坏取舍的价值判断。
3、新脑（大脑新皮层）——灵长动物脑——理性脑
掌管人类一切心智行为的思考中枢，主管语言说话、文字写作、计划推理、学习适应、抽象思考、负责分析与解决问题、使用语言与数字、生成理性记忆和思维记忆、发展复杂推理思维智力能力及创造能力、生成意志意识思想活动。
在以上三层大脑中，无论是低级大脑产生的战斗-逃跑-僵化反应，还是早期或更为高级的哺乳动物类脑，对于我们生活中的所有经历的大部分应激事件束手无策。只有通过人类特有的大脑，我们才能在应激发生时，退后一步，审视周围的世界，采取有意识的行动。
人脑能够通过智慧和理解力平衡应激系统的初始反应。有了人脑的这些特性，我们才能临危不惧，设法想出最佳策略，解除苦痛，超越挫折，战胜生活中的种种挑战。
四、大脑这些结构有什么关联
无论是左右脑还是三层脑，其实我们的大脑各部分都是相互连接，互相影响的。单靠一个半球或者大脑的一层思考，总是会出现缺陷的，也就是我们经常说的，考虑不周。
统计学家David Dunson和帕多瓦大学的Daniele Durante的实验
一项新的研究表明，创造力并不依赖于大脑的单侧半球，而是两个半球之间的彼此连接。研究人员发现，那些创造力极强的人在右脑和左脑之间有更多的神经连接。这一研究发表于Bayesian Analysis上，研究发现得分高的人的大脑右半球和左半球之间有更多的联系，这种连接差异主要在大脑的额叶。
五、大脑如肌肉 越练越强壮
牛津大学临床神经病学系（Department of Clinical Neurology）科学家在《自然神经学》（Nature Neuroscience）杂志上曾发表一篇论文：
“像扔球、接球这样的训练能使大脑结构发生重大变化。”
科学家们曾经做过一个实验，他们请了24名少年，将他们分为两组，第一组每周进行扔接球的训练，第二组正常生活。过了一段时间后，科学家发现，第一组进行扔接球训练的人群中，平均大脑顶内沟白质数量增加了5%！虽然增加的比例个体差异颇大，但是所有人大脑白质都有变化。而大脑顶内沟的白质由大量神经纤维聚集，直接决定着人们对周边事物的观察和判断能力。这个实验，就能说明扔接球对孩子大脑的发育是有显著帮助的！
“大脑夺走的，大脑可以重新给予"
爱德华·陶布（Edward Taub）的猴子实验。陶布发现，大脑比我们所知的更超能，更能适应。诺奖得主谢林顿爵士(Charles Sherrington)曾做过实验，切断猴子一只手上的感觉神经，猴子的手就会瘫痪，哪怕控制运动的运动神经完好无损。谢林顿相信，这说明大脑能力不足、不能单靠运动神经发出指令。惟有“感觉神经-大脑脊髓-运动神经”这整个反射弧完好无损时，大脑才能指挥四肢。
陶布重复谢林顿的实验，但多加了一个步骤——切断猴子一只手的感觉神经后，他把完好的另一只手用绷带固定住。陶布想，假如猴子饿得要命还是不动那只切断感觉神经的手，就能百分百证明猴子确实是无法动手，而不是懒得动手。但猴子的“残疾手”动了。
陶布又去实验，这次分两组，一组完全按照谢林顿的法子，切断猴子单手感觉神经，好手不作束缚；另一组则将猴子双手的感觉神经统统切断。结果，切单手的猴子变成“独臂侠”，切双手的猴子则双臂运动自如。
事实胜于雄辩。即使没有感觉神经，猴子一样可以上下其手。非不能也，是不为也。问题是，“不为”久了，大脑就自然而然地认为“是不能也”。于是短期瘫痪变为“永久”瘫痪，陶布后来给这种毛病起了个名字，叫“习得性废用”（learnednonuse）。
后来陶布又将实验推进了一步。他发现，大脑夺走的，大脑可以重新给予。陶布将这套原理用在因病致瘫的患者身上，他的“限制-诱导”（constraint-induced，CI）疗法，帮许多瘫痪多年、被认为毫无康复希望的中风病人重获自理能力。这些“奇迹”，都靠一点点“说服大脑”得来。
年纪越小，大脑的可塑性越强
人生越是早期的影响，越可能为今后脑发育提供明确方向。比如，研究证明，孩子越早进行钢琴的练习，长大后脑白质越多，如果从成年以后再开始学习钢琴，则不会产生太多的脑白质。
练多了也要付出代价
如果对大脑进行高度密集的训练，则会导致导致越来越多的专门记忆部分参与这一训练过程，那么相对来说，留给其它训练的空间就会变小。
用进废退
据《新科学家》杂志报道,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的神经生物学家发现,人的大脑用得越勤,大脑神经细胞的分枝就变得越长；相反,如果大脑不经常使用,那么这些协助神经细胞接收信息的微细纤维便有可能发生萎缩。
六、关于大脑的冷知识
1.大脑是唯一一个没有痛觉感应的器官——虽然它全是神经，但没有负责感应疼痛的感应器。换句话说，它知痛却不感痛。
2.大脑是人体最肥的器官，没有之一——撇开水，60% 的大脑重量来自于 fat。(Chang et al. 2009)
3.大脑占人体体重 2% 不到，但消耗 20% 以上的能量和氧气。(Raichle & Gusnard, 2002 PNAS)
全身的皮肤的总重量是大脑质量的两倍。（这个已经冷到完全没有意义了……）
4.还是早期胎儿时，我们的大脑每分钟产生 25 万个神经细胞。
5.自己挠自己痒痒是不会觉得痒的，因为大脑可以区分来自自己的运动和来自外界的。
6.每次眨眼，其实视觉并不是立马变成黑色的，大脑会抑制多个区域的活动，使得我们并不觉得视觉信号被打断了——似乎一切还是连贯的。
眨眼有很多有意思的冷知识，譬如说我们一般每分钟眨至少 10 次眼，每次眨眼大概 0.15 秒左右。每次眨眼眼球会往下看再关上——这在高速照相机上会很清晰地看到。
7.眨眼后的瞬间时间会变慢。
8.听到一个笑话然后觉得好笑，这其实是一个很复杂的认知功能，到现在我们都不太了解它。譬如说，突然你明白笑点时那个「顿悟」，其实我们对它的神经机制了解甚少。
9.打哈欠确实是可以传染的。有很多假说，可能是一种遗留下来的社会行为。有机会专门写篇专栏吧。
10.我经常在朋友圈嚷嚷我想去研究航天员的大脑，其实失重是会影响大脑的。
11.大脑开发？如果你还是小孩，有两个肯定有效的：学音乐和朗读。
12.打鼾的时候不会做梦。
13.爱因斯坦的大脑其实并不是传言中的比常人的大，而是恰恰相反——他的大脑只有 1.2 千克，比正常的 1.4 千克小 10%。他的大脑有名之处在于密度。神经细胞密度远超过常人。
14.但大脑的大小和智力并无直接联系。譬如男性大脑比女性大脑一般都要大 10%。
15.随着进化我们的大脑在变小。但很可能我们并没有真正的变聪明。
16.所谓鱼只有 9 秒记忆其实是个误传，更靠谱的说法是，9 秒的持续注意力。
17.莫扎特效应——听莫扎特小孩会变聪明——是个误传。（注意，听是不够的，一定要动手学）
18.虽然我们老说记忆储存在海马区，但这样的说法是因为我们习惯了和电脑的运作做比较。记忆是个功能，而不是一个隐藏在大脑里的角落。
19.经常看到卡通片里，当想出一个新 idea 时，会用一个灯泡亮了的动画来表达。我查了一下，有一说法，说醒着的时候，大脑所用的能量能够支持一个 25 瓦的灯泡。但这个有待考证。
20.新鲜大脑的质感和豆腐差不多。而解剖时给我们学生用的人脑，已经清洗好血管并脱水处理过，看起来灰灰的，质感比较硬。
21.来一个基本的神经科学知识：大脑里的细胞大多数都不是神经细胞，而是一个叫胶质细胞的东西。
22.（又一个有待考证，但我觉得值得一提的）人在疲倦的时候可能更有创造力。-->这有可能能够解释为什么我们在洗澡的时候似乎更有灵感。（强调：这一点有待考证，只是我在与同事闲谈时听到的，但没有找到原论文）
23.傻白甜为什么招人喜欢？因为相比于不犯错的人，人们更喜欢犯错多的人。这个在心理学上叫 Pratfall Effect。
24.当做一个新的工作、或学习新知识的时候，时间会变慢。——时间感和注意力之间的关系值得注意
参考文献：
Chang, C.-Y., Ke, D.-S., Chen, J.-Y., 2009. Essential fatty acids and human brain. Acta Neurol Taiwan 18, 231–241.
Raichle, M.E., Gusnard, D.A., 2002. Appraising the brain’s energy budget. PNAS 99, 10237–10239. doi:10.1073/pnas.172399499