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在一堂面向硕士生的法律心理学课上，我用一张幻灯片给他们展示了摘自美国一份报纸的头条新闻的标题：“扫描婴儿的脑就能找出未来的杀人犯”。这个标题着实让人震惊，它表明了两件事：首先，在过去20年里刚刚发展起来的神经成像技术赋予了科学家一个难得的机会，使他们能够以30年前无法想象的方式研究人们的行为和脑的关系；其次，人们过度神化了神经成像技术。实际上，这些令人欢欣鼓舞的新技术并不是无所不能的。
人们声称可以用脑扫描技术来测谎，寻找脑中哪个地方负责道德行为，确定哪些婴儿在未来更有可能成为罪犯，以及其他诸如此类的令人神往的宏伟目标——这些论断均来自2007年2月《卫报》的头版头条报道“能够解读人们意图的脑扫描技术”。当然，脑扫描技术现在还无法做到这些事，但它为脑在人们产生言语和理解、情绪、感觉和知觉以及其他心理活动的时候是如何工作的提供了大量数据。下面，我会讲到其中一些脑成像技术及其作用。根据伍迪·艾伦的观点，脑是他第二爱的器官。接下来，我就要讲述这个器官的结构，也正是这个器官帮助他去思考自己最爱的器官。
人们所有的行为都源于脑的运作。正因如此，心理学家已经详细研究了它的结构和功能。脑及其延伸出的脊髓是神经系统的一部分，又被称为 中枢神经系统 。处于中枢神经系统以外的所有神经纤维都属于 外周神经系统 ，这些外周神经将中枢神经系统与来自身体的各种感觉器官、肌肉和腺体的信息连接起来。成年人的脑重达1 400克，是一块不美观且松动的燕麦色组织。然而，正是这块组织使我们能够完成本书中描述的所有事情。
脑这块组织被很好地保护着。它不仅被包裹在坚硬的头盖骨里，还被脑脊髓液和几层叫作脑膜的保护膜包裹着。脑包括左右两半，被称为 脑半球 。这左右两半由一条叫作胼胝体的粗粗的白质纤维束连接在一起。当通过外科手术切断胼胝体，病人就会表现得像有两个脑一样，因此他们也被称为“裂脑人”。事实上，病人之所以会有这样的表现，是因为他们脑的两个半球无法相互交换信息。
脑的最外层被称为 皮质 ，也叫作 大脑皮质 ，外表看起来是皱褶的。它之所以是皱褶的，是因为皮质是折叠的，并且由裂缝（长沟）、脑沟（短一些的裂缝）和脑回（突起）构成。这使得脑在有限的头盖骨空间里可以尽可能多地增加表面积。你可以想象一下将一张A4纸放入火柴盒中会怎样。除非不断折叠或揉皱这张纸，使其适合火柴盒的大小，否则你是做不到的。这就是脑在头盖骨里发育的方式。有机体越复杂，皮质上的皱褶就越多。皮质负责人的思维、情绪、感知和其他行为，而且是最晚发育的。从生物进化的角度来说，脑中最晚发育的部分是脑前面的部分。在图2-1中，可以看到中枢神经系统的构成。
图2-1 人脑中枢神经系统的结构
大脑皮质又叫 大脑 。还有一个被称为 小脑 的脑结构，看起来像一个缩小版的脑，位于脑后方稍微靠下的位置。小脑主要参与身体姿势和动作平衡的控制，以及其他一些功能。
从脑后延伸出脑桥和延髓，这部分也被称为 脑干 ，脑的颅神经就来源于此。人有12条颅神经，负责把有关感知器官和肌肉的信息传递到脑的其他部分。其中最大的颅神经是三叉神经，它会对化学刺激做出反应。例如，剥洋葱会流泪以及闻氨气会被熏到就是因为三叉神经受到了刺激。我们之所以能够做出咀嚼这样的行为，是因为做出咀嚼动作的指令是通过颅神经来传递的。此外，颅神经也控制着嘴部肌肉动作、眼部肌肉动作和舌头的运动。
脑包含100亿至1 000亿的 神经细胞 （ 神经元 ）和差不多同样多的 支持细胞 。这些支持细胞又叫作胶质细胞，负责协助神经元工作。人在出生时，脑里的神经元数量是最多的。事实上，神经元会在人出生以后大量死亡，这种现象会一直持续到人们成年。神经元通过电流和化学物质进行信息传递。一个神经元至少有一根长的神经纤维，也就是一个轴突。它看起来像一根电线，颜色呈乳白色，因为它上面包裹着一层叫作髓磷脂的物质。轴突传递信息给其他神经元，其尽头是突触。突触指的是连接轴突的末端和另一个神经元的间隙。突触能产生兴奋效应，比如刺激另一个神经元；或者产生抑制效应，比如阻止其他神经元的特定反应。
神经元还有很多向外扩展的结构被称为树突，它的作用是接收来自其他神经元传递的信息。在轴突的末端，突触小体和其他神经细胞形成突触，这些突触小体释放被称为神经递质的各种类型的化学物质。这些神经递质被突触后神经元接收，影响人们的行为。没有被使用的神经递质要么被支持细胞清理干净，要么被释放该递质的神经细胞重新吸收，这一过程被称为 再摄取 。
神经递质对脑的正常工作来说是必不可少的。例如，研究发现，抑郁症患者所释放的5-羟色胺这种神经递质有所减少，抗抑郁药物则力图使其恢复至正常水平；帕金森病患者表现出严重的运动功能障碍，无法有效地控制自己的肢体运动，而他们脑中就存在过量的被称为多巴胺的神经递质，左旋多巴这类治疗帕金森病的药物，就是通过抑制病人产生过量的多巴胺而起作用的。这两种神经递质对人的大量行为都具有重要的影响。
神经递质的释放是由沿着轴突向下传递的电信号引起的。这种现象被称为 动作电位 ，即轴突的放电。轴突上没有被髓磷脂包裹的部分使得电冲动会以更快的速度进行传递，电冲动可以从一个有髓磷脂覆盖的部分直接跳到下一个部分。而对于多发性硬化患者来说，他们的轴突上完全没有髓磷脂，这使得电冲动要么传递得很慢，要么就根本无法传递。神经细胞之间交流的方式是极其复杂的，上面所描述的过程仅仅涉及十分简单的信息，你可以在后面的拓展阅读部分找到更多关于这方面的信息。
脑的两个半球看上去十分相似，但从解剖的角度仔细观察，其实差异很大。大脑皮质一般被分为4个部分，称为 脑叶 ，它们分别是 额叶 、 颞叶 、 顶叶 和 枕叶 。其中额叶是大脑皮质中面积最大的部分，覆盖着三分之一的大脑皮质。它们之所以被这样命名，不是出于某些重要的心理学因素，而是因为它们对应的头盖骨的部位有所不同。不过，正如其名称所揭示的那样，每个脑叶也确实有特定的功能。图2-2展示了每个脑叶的位置。
图2-2 脑的脑叶
认为脑的某一特定区域负责某种特定功能或行为的观点被称为 脑功能定位说 。如果某个功能定位在脑的某一侧，这一现象被称为 脑功能偏侧化 ，如果某个功能同时定位在脑的两个半球，这一现象则被称作 脑功能双侧化 。下面列出了每个脑叶承担的一些功能：
枕叶
◎ 知觉加工和视觉信息加工；
◎ 识别物体和面孔；
◎ 构建心理图像。
颞叶
◎ 识别说出的词语；
◎ 理解语言；
◎ 提取常识信息；
◎ 编码自传体记忆事件；
◎ 形成记忆；
◎ 加工声音和音乐；
◎ 阅读布莱尔盲文。
顶叶
◎ 保持注意力；
◎ 知觉加工和理解空间关系；
◎ 形成意象；
◎ 技能学习；
◎ 伸手抓取；
◎ 记忆提取；
◎ 算术能力；
◎ 躯体感觉（触觉）。
额叶
◎ 形成工作记忆（指当人们在执行某种行为或产生某种想法时，还能短时间保留信息的能力）；
◎ 保持注意力；
◎ 抑制不当情绪的产生；
◎ 开始、计划和编排动作；
◎ 察觉和辨别气味；
◎ 理解笑话的意思；
◎ 理解他人的意图和想法；
◎ 体验正面的和负面的情绪。
脑叶中存在负责加工听觉、嗅觉、味觉、躯体感觉和视觉这5种感知觉信息的区域。当这些感觉信息抵达脑部，正是负责加工各类信息的大脑皮质对接收到的感觉信息进行解读。眼睛就是一个很好的例子：眼睛接收到的视觉信息依次经过各种感觉通路、脑区和脑结构，最终到达脑中的初级视觉皮质。只有到了这个脑区，人们才能理解这些视觉信息。视觉信息经过初级视觉皮质的加工，使人能够理解各种信息，例如物体是否在运动、物体是什么颜色、物体的清晰度，等等。初级听觉皮质、初级运动皮质和躯体感觉皮质分别以类似的方式加工接收到的声音信息、动作信息和触觉信息。身体做出的动作越复杂，参与工作的大脑皮质就会越多，正如图2-3所示的那样。
图2-3 负责运动的大脑皮质
脑的运动皮质对人身体运动的控制是 对侧化 的——右脑负责控制左侧身体的运动，左脑负责控制右侧身体的运动。视觉加工也是一样，来自左侧视野区的视觉信息会被传递到右脑。也有研究发现了听觉信息加工对侧化的证据，但是，听觉信息同样也会被传递到与接收耳同侧的脑半球。在大脑皮质中，还存在次级皮质，即联合皮质，接收来自初级皮质的信息。在图2-3和图2-4中，你可以看到哪里是大脑皮质的初级皮质区域，哪里是次级皮质区域。令人感到好奇的是，在大脑皮质区，负责加工实际视知觉信息和控制身体运动的区域与负责参与想象视觉表象和身体运动的区域存在大量重叠，比如想象你正在使用钢笔写字。
图2-4 大脑皮质以下／边缘系统部分
大脑皮质以下的区域被统称为皮质下脑区，包括脑干等脑结构。从生物进化的角度来说，它们是最古老的脑结构，是脑中最早发育的部分。更早的发育时间也意味着它们的功能是相对更“原始的”。从这个意义上讲，皮质下脑区的功能涉及控制饥饿、口渴、进食、饮水、恐惧和运动等行为。下面是皮质下脑区中一些最重要的脑结构及其主要功能：
丘脑 ，负责接收、整合感觉信息；同时，它也可以被看作脑中的一种感觉信息中继器，负责加工来自各个感觉通道的信息，然后传递给大脑皮质。
下丘脑 ，位于丘脑的下方，因此而得名。这是负责探测身体机能变化的一个小的脑区，可以监控血液通过脑的情况。同时，它还调控着一个叫作脑垂体的脑结构，而脑垂体会产生激素——人体内一种能激发身体去完成各种事情的化学物质，其功能类似于神经递质，但能传递得更远。此外，下丘脑还控制着自主神经系统，这是神经系统中控制腺体和体内器官的部分。自主神经系统中的交感神经分支参与需要消耗能量的各种活动，通过提高肌肉的血流供给使人对需要做的行为做好准备。这些活动包括跑步、心脏快速收缩、瞳孔扩散或达到性高潮等。相比之下，自主神经系统中的副交感神经分支则控制着不那么需要在短时间内消耗大量能量的活动，例如食物消化、瞳孔收缩等。
基底神经节 是一组神经细胞核团，主要功能是参与人的运动行为。帕金森病与这个脑区的功能变化有直接关系，而且治疗帕金森病的手术就是专门针对这些脑结构进行的。
边缘系统 是一组皮质下结构的代名词，其中最重要的两个结构是杏仁核和海马。杏仁核的作用是监控周围环境中的威胁或负面事件，识别恐惧信息以及调控打架、逃跑等短暂的生理活动。海马对于记忆的形成具有十分重要的作用，海马受损的人无法学习新的事物。此外，海马还和其他脑结构一起参与空间导航的加工，这一点在第4章中也会讲到。