大腦是家大公司
說到大腦的外觀，相信不用多介紹，大家眼前都會浮現出一個凹凹凸凸、溝溝壑壑、一劈為二的半球狀。
我們大腦的結構大致可以分為以下六個部分：前腦、小腦、腦幹、脊髓、邊緣係統、丘腦。
主體部分，我們管它叫前腦（forebrain），就是體積最大的那一塊、和核桃仁非常像的那個部分。它是人腦中最大的區域，分為左右兩個半球，它外麵包裹的那一層叫大腦皮層（cerebral cortex）。
在前腦的後下方是小腦（cerebellum），它和我們的運動平衡有關。小腦就像一個很大的調節器，喝醉酒的人走路搖搖晃晃，就是因為酒精麻痹了小腦。雖然小腦的名字中有一個“小”字，可它並不小，雖然總體積隻占整個腦袋的10％，神經元的數量卻超過了全部腦神經總數的一半。
小腦的功能非常重要，它和我們的運動控製有關。手和眼的協調、維持人體姿態、學習運動技能，比如拉小提琴、打網球、騎自行車，都離不開小腦。人類和其他脊椎動物最大的區別就是，人類的小腦體積特別大，這樣才能完成那些精密細致複雜的任務，比如書寫、操控精密儀器。
前腦和小腦中間有一個連接的部分，叫作腦幹（brainstem）。腦幹可以理解為脊髓的延伸，主要負責頭部的感覺信號輸入以及頭部運動指令輸出，腦幹下麵連接的就是我們的脊髓。
脊髓（spinal cord）主要負責我們的身體和四肢，包括身體感覺以及四肢運動的肌肉收縮等。脊髓負責身體，腦幹負責頭部。所以在醫學上，判斷一個人是否腦死亡，標準就是腦幹是否還能發揮正常功能。因為腦幹壞了，大腦就沒辦法正常工作了。
在前腦裏麵，有一個很重要的部分叫“邊緣係統”（limbic system），它就是給我們帶來恐懼情緒的杏仁核（amygdala）和負責記憶的海馬體（hippocampus）所在的位置。為什麽叫邊緣係統呢？因為它們和身體的調控功能的關係並不緊密。但有意思的是，它的位置恰恰在大腦的中心。
在邊緣係統內側，有一個叫作丘腦（thalamus）的地方，它是感覺信號的中轉站，負責收集我們的視覺、聽覺等等各種感覺信號，然後把這些信號投射到大腦皮層的各個對應區域，好比一個“傳送門”。除了嗅覺，所有的感覺信號都要經過丘腦進行中轉。
我們“大腦地圖”裏的52個區
我們能夠感知外部世界，是因為大腦皮層起了重要作用。大腦皮層就是大腦最外麵那一層，我們所有的感覺器官接收到的刺激在大腦皮層都有對應的區域。比如，視覺皮層在後腦勺，體感覺皮層和運動皮層都在頭頂的位置。
大腦就像一張地圖，不同的功能區就相當於地圖上不同的省份。如果要去畫這張地圖，我們首先要劃定省份的邊界。
事實上，把大腦按照功能區分，這個概念在很早以前就有了。在很早以前有一門學問叫作“顱相學”，號稱可以通過一個人頭蓋骨的形狀，比如說哪個部位比較突出，來判斷此人的行為方式和個性。在19世紀，顱相學非常流行，就連兩個人能不能結婚很多人也要借由顱相學來判斷。
現在我們知道，顱相學是不科學的，但是，將大腦按照功能來分區，這個概念並非完全錯誤。我們現在把大腦皮層分成52個區，這是1909年由德國神經學家布羅德曼繪製的。布羅德曼是如何劃分的呢？他根據的是細胞形態的不同，以及細胞在大腦皮層上的分布狀態。在波羅德曼的“大腦地圖”中，第17區就是我們後來認為的視覺皮層區，而第1區、第2區、第3區則是本體感覺區。
大腦皮層有6層樓
人類大腦皮層的平均厚度在2.3～2.8毫米，不算很薄，裏麵卻分了六層。我們可以把它想象成一棟六層的辦公樓，每一層樓都有不同的分工。隻不過，樓層數是倒過來編號的。
第一層是頂樓，也就是大腦最外麵的保護層；往下第二層、第三層是“外聯部門”，負責把信息發送到其他的樓裏。再往下數的第四層是信息采集部門，接收來自丘腦的信息。前麵提到過丘腦，它相當於大腦的傳送門，收集各個感覺器官接收到的信號，再把這些信號投射到大腦皮層的對應區域。
第五層就是分發部門了，它們把信息分發到大腦皮層下方的一些組織，由其具體執行。第六層則是信息的反饋部門，將這棟大樓裏處理過的所有信息打包匯報給丘腦，由此形成一個丘腦和大腦皮層之間的回路。
在大腦皮層上，每一個功能區都是一棟六層樓的大廈，那麽，這些大廈之間是如何區分的呢？原來，雖然所有的大廈都是六層樓，但是不同的大廈每一層的層高是不一樣的。比如，在視覺皮層這棟樓裏，第四層就特別高，因為第四層是負責信息輸入的，而每天我們的眼睛看到的東西是太多了，所以第四層就需要很大的空間。相反，在運動皮層這棟樓裏，信息輸出是主要任務，沒有太多的信息輸入，因此它的第四層是最矮的，第五層卻特別高。這樣一來，相鄰兩棟樓之間的界限，就可以通過樓層錯位很明顯地區分了。
不過準確地說，這還不是大腦地圖，隻是一個大腦分區圖，因為布羅德曼隻是把不同的大樓劃分開，並沒有確定每一棟樓的功能和作用，所以在布羅德曼的地圖上隻有編號，沒有對應的名稱。後來，科學家們利用功能性核磁共振成像技術，又把這張地圖進行了完善。
大難不死的蓋奇
前額葉是大腦的決策部門，它就在我們額頭的位置。在過去很長的一段時間裏，人們對前額葉並不重視。很多研究者都在研究視覺皮層、聽覺皮層、味覺皮層、嗅覺皮層等，因為這些都是我們可以直接感受到的；也有一些研究者專注於運動皮層的研究，因為它讓我們動起來。而前額葉的存在。我們似乎很少能夠感覺到。直到1848年，一名叫作菲尼亞斯·蓋奇的鐵路工人發生了一場意外。
那一年的9月13日，蓋奇在執行一項爆破任務的時候，被一根鐵棍穿透了頭部，從顱骨的左下部刺到了額頭。幸運的是，僅僅幾分鍾後，蓋奇就醒過來了，而且自行離開了。這的確是非常神奇的事，大家也都為蓋奇的幸運感到高興，大難不死必有後福。可是，隨著時間的推移，人們發現，原本待人友善、積極進取的蓋奇，忽然變得專橫傲慢，對旁人也漠不關心，而且似乎經常忘記社會禮儀，待人接物很沒有禮貌，總是，他完全變了一個人。
於是有人開始研究，發現這根鐵棍對蓋奇的前額葉皮層造成了嚴重的損害。從這件事情之後，人們意識到，原來看起來默默無聞的前額葉在我們做決策或者計劃做某件事情時，會起到至關重要的作用——它扮演了大腦CEO（chief executive officer，首席執行官）的角色。我們經常會說“一拍腦門”做決定，這真是一個很有趣的巧合。
熟悉又陌生的鑰匙
就像蓋奇的案例一樣，我們對於大腦皮層功能的探究，往往是通過一些特殊的病人來了解的。當我們在辨識物體時，顳葉是關鍵的一環，它位於大腦下方、靠近耳朵的位置。如果顳葉受損了，就可能會得一種叫作“視覺失認症”的病。
顳葉受損引起的視覺失認症並不是一種視覺障礙，患者的視覺是正常的，可是他看到了卻不知道這個東西是什麽。舉個例子，給一個視覺失認症的患者一把鑰匙，讓他在紙上把鑰匙的樣子畫出來，他可以把所有的細節都描繪出來。但是，如果你問他畫的是什麽，他就完全不知道了。然而，如果你把鑰匙放到他手裏，他摸到鑰匙後，馬上就知道這是一把鑰匙。由此可見，他並不是不認識鑰匙，而是僅僅通過看，他無法給這個形狀賦予實際的意義。
身為一個大腦健全的人，我們很難想象這種感受。這就是顳葉皮層受損可能會出現的一種情況。
幽靈般的幻肢
和大腦皮層有關的還有一個很詭異的現象——幻肢。
幻肢的英文名字叫作phantom limb，phantom的本意是幽靈，直譯應該是幽靈般的肢體。幻肢出現象現在很多截肢患者身上。當左手被截肢，按道理講，患者不可能再有任何關於左手的感覺，但不可思議的是，如果碰一下患者的左臉，他可能會感覺到自己的左手也被觸碰了。這種被觸碰的感覺甚至可以清晰落在他並不存在的左手無名指上。
要搞清楚幻肢是怎麽產生的，就要說到我們頭頂的體感覺皮層了。體感覺皮層是一塊長條狀的區域，在我們的頭頂，像女生戴的發箍，但是位置稍稍靠後一點。
體感覺皮層，看名字就知道它是負責我們身體的感覺，比如觸覺和痛覺。我們身體的各個部位在體感覺皮層上都有對應的位置，從頭頂到兩側排列，依次是腳、腿、軀幹、頭、手臂、手指、麵部，麵部還包括眼睛、鼻子、嘴唇、牙齒、舌頭、咽喉，等等。體感覺皮層的左右兩側分布是對稱的，左邊負責右側身體的感覺，右邊負責左側身體的感覺。所以，如果你的左手被人碰了一下，那麽在你右邊頭頂的某個位置就會接收到一個信號，讓你感到你的左手被人碰了。不同的身體部位在體感覺皮層上所占的麵積是不一樣的，而有意思的是，這個麵積和我們實際的身體比例沒有關係，它反映的是身體部位的敏感程度，有些很小的部位，在體感覺皮層上卻可以占到非常大的麵積。
我們的臉在體感覺皮層上的占比非常大，所以麵部感覺非常敏感。而在整個臉上，嘴唇的占比又相對較大，所以我們對於嘴唇的觸碰是非常敏感的。假如我們把身體各個部位按照在體感覺皮層上所占的大小來畫一個小人，那麽畫出來的就是一個頭大身體小且有著香腸嘴和一雙大手的怪物。
現在，我們可以解釋為什麽會出現幻肢現象了。還是拿左手舉例，在體感覺皮層上，和手指相鄰的部位，一邊是麵部，另一邊是手臂。當我們失去左手之後，這部分的感覺皮層因為總是得不到信號輸入，就會被隔壁的臉部侵占。這樣，當有人觸碰到患者的左臉時，失去的左手就會出現依然存在的感覺。研究發現，幻肢現象往往出現在患者截肢後四個星期左右，可見，大腦“重組”的速度是非常迅速的。
大腦皮層管理著我們的感覺、語言、認知、記憶、意識……某一部分大腦皮層的損傷並不會要了我們的命，卻會讓我們無法和外界聯通。所以，如果大腦皮層壞了，而腦幹還正常，我們就會變成所謂的植物人——雖然可以維持生存，卻失去了和外界溝通的渠道以及自我意識。
大腦，這個我們每天都在使用的東西，可我們對它的了解依然太少。有趣的是，我們正是在用這個連我們自己都沒完全搞明白的東西，來研究它本身。