大脑的边缘系统在脑干上，就是它让人类如此疯狂。

　　边缘系统是一种生存系统。如果你在做你的狗也会做的事情，比如吃，喝，交配，战斗，躲避等等，可能就是你的大脑边缘系统在驾驭你。无论你喜欢与否，你做的那些事情，就是处在原始的生存模式。

　　边缘系统也是你的情感所在，最终，情绪也都是为了生存——情感是更高级的生存机制，对于处在一个复杂的社会结构中的动物是必须的。每当你发生思想斗争时，你的边缘系统很可能会让你做出你会后悔的事情。

　　我敢肯定，控制你的大脑边缘系统，既意味着成熟，也是一种人性的挣扎。这并不是说没有边缘系统，我们会过得更好。边缘系统在让我们人类如此独特中起到了一半的作用。生活的大部分乐趣来源于你的情绪和需要得到满足。只是你的边缘系统不知道你活在社会文明中，如果你让它做主太多，它很快就会毁了你的生活。

　　无论如何，让我们再仔细看看。边缘系统有很多小部分。

　　杏仁核（The amygdala）

　　杏仁核有点儿像是大脑结构的情感遗骸。它涉及焦虑，悲伤，以及我们的恐惧反应。有两个杏仁核，奇怪的是，左边的已被证明更平衡，有时会产生一些幸福的感觉，而右边的永远心情不好。

　　海马体（The hippocampus）

　　你的海马体就像记忆的一块板子。当老鼠开始记忆迷宫的方向，记忆在海马体上编码。大鼠的两个海马体的不同部分将在迷宫的不同部分起作用，因为迷宫的每个部分被存储在自己的海马体部分。但是，如果学习一个迷宫后，大鼠被给予其他任务，一年后，被带回原来的迷宫，就会很难回忆起它，因为海马体记忆板上的大多记忆已经被抹去，释放给新的记忆。
 
　　丘脑（The thalamus）

　　在大脑的中心位置，丘脑也作为中间人，从你的感官接收信息，并将其发送到你的皮质处理感官。当你睡觉时，丘脑也一起上床，这意味着感官中间人下班了。这就是为什么在沉睡中，一些声音或轻轻的触摸往往不会让你起来。如果你想唤醒深度睡眠的某人，你必须展示出足够的侵略性来唤醒他们的丘脑。

　　唯一的例外是你的嗅觉，这是绕过丘脑的一个感觉。这就是为什么嗅盐可以用来唤醒一个晕倒的人。不像其他的感官，嗅觉位于边缘系统，这就是为什么气味和记忆与情感如此紧密地联系在一起。

　　皮层（Cortex）

　　最后，我们到达了大脑皮层。

　　大脑皮层（本文主要指新皮层，文中统称皮层）基本上负责所有事情：看，听，触觉，语言，动作，思维，规划和个性。

　　它分为四叶（lobe）：

　　它们每个都做了很多事情，且有很多重叠：
 
　　额叶（Front lobe）处理个性，以及我们认为的许多“思考”——推理、规划和执行能力。特别是，您的许多想法发生在额叶的前部，称为前额叶皮质。额叶负责你的身体运动。额叶的顶部条是您的主要运动皮质。
 
　　在其它功能中，  顶叶控制你的触觉，特别是在初级躯体感觉皮层。

　　运动和躯体感觉皮层紧挨着对方，它们很有趣，因为它们已经被良好的映射出来了。神经科学家确切地知道每个部分连接到你身体的哪一个部分。于是就有了下面这张令人毛骨悚然图：侏儒。

　　由先锋神经外科医生怀尔德·彭菲尔德创建的侏儒，在视觉上显示运动和躯体皮层如何被映射。
 
　　如果你把皮层从大脑中剥下来，你会得到一张2mm厚，2,000-2,400cm2 大小（48cm x 48cm square）的餐巾纸。

 
　　这块餐巾是大脑发生大部分动作的地方，这就是为什么你可以思考，移动，感觉，看，听，记，说话和理解语言。真是有史以来最好的餐巾纸。
 
　　还记得我之前说你是一个果冻吗？你现在知道，感谢你的皮层，你实际上是一块餐巾纸。
 
　　当我们将另一个大脑放在我们剥离的皮层上时，可以看出皮层折叠的神奇效果。

　　大脑，放大看看
 
　　即使我们知道大脑很久以前就坐在智慧的宝座之上，直到最近，科学才发现大脑是由什么构成的。科学家们知道身体是由细胞制成的，但是在19世纪末期，意大利医生Camillo Golgi 才想出如何使用染色方法来看到什么是脑细胞。结果令人惊讶：
 
　　这不是一个细胞本来的样子。Golgi 发现了神经元。
 
　　科学家们很快想通了，神经元是组成大脑和几乎所有动物的神经系统的核心单元。

有很多不同类型的神经元。

　　我们来讨论一下简单且被人说滥了的神经元锥体细胞，你会在你的运动皮层发现这么个家伙：

　　然后如果我们给他一些额外的腿，一些头发，把他的胳膊拿掉，再把它抻长，我们就得到了一个神经元。

　　现在再添加几个神经元

　　因此，这些家伙的躯干——神经元的轴突都具有一个负“静息电位”，这意味着当它处于静止状态，它的电荷是轻微的负。在任何时候，一堆人的脚和这些家伙的头发——神经元的树突——保持接触。他们的脚把化学物质——神经递质——传到他的头发。

神经网络

　　大脑材料可分为叫做  灰质 和 白质两类。灰质看起来颜色较深，且由大脑神经元的体细胞及其轴突和树突组成。白质是白色的，因为这些轴突通常包裹在髓鞘中，呈脂肪白。白质之间的大块主要由皮层神经元的轴突组成。大脑皮层是像一个伟大的指挥中心。

　　我见过的反映这一概念最酷的插图，由Dr. Greg A.Dunn and Dr. Brian Edwards.完成，让我们看看灰质皮质的外层和它下面的白质结构之间的显著差异：

　　这些皮层轴突可能将信息带到了大脑下部皮层的另一部分，或通过脊髓经神经系统的高速公路到了躯体的其余部分
 
　　让我们来看看整个神经系统：

　　神经系统分为两个部分：中枢神经系统–你的脑和脊髓，和外周神经系统——由从脊髓向外辐射到身体其他部分的神经元构成。

　　大多数类型的神经元是与其他神经元沟通的interneurons。
 
　　其他两个种类的神经元是  感觉神经元和运动神经元 –它们顺着你的脊髓而下，组成了外周神经系统。这些神经元可长达一米。以下是每种类型的一个典型结构：

　　脑机接口

 　　让我们回到公元前50000 年，绑架一个叫 Bok 的人并把他带回到2017年。

　　“这位是Bok。Bok，我们真的很感谢你和你的朋友们发明了语言。”尽管 Bok 震惊地发现了很多神奇的事情，但他发现，人们彼此交谈的方式，和他那个时代没什么区别，仍然在使用50000年前的技术。
 
　　Bok 可能也有些惊讶，我们这些做出了各种神奇机器的人，在生物外形上跟他也没什么区别。怎么会这样呢？
 
　　这就是为什么脑机接口，神经工程的一个子集，是这样一个诱人的新产业。我们已经用我们的技术征服了世界多次，但是当它涉及到我们的大脑——我们最重要的工具，技术世界有太多的气馁和挫败。

　　这就是为什么我们还在使用的 Bok 发明的技术沟通，这就是为什么和大脑相关的疾病还如此致命。

　　但是，5万年后，可能终于要改变了。大脑下一个伟大的前沿战线也许就是它自己。

　　有许多种潜在的脑机接口（BMI），可以提供许多不同的功能。但是，每个人都在努力解决这两个问题中的一个或两个：
 
　　1）如何从大脑中获取正确的信息？ 2）如何将正确的信息发送到大脑？
 
　　第一个是关于捕获大脑的输出——记录神经元所说的话。
 
　　第二个是关于将信息输入大脑的自然流或以其他方式改变自然流——这是关于刺激神经元。
 
　　这两件事情一直在你的大脑里自然发生。现在，你读这句话时，眼睛正在做一个特定的水平移动。大脑的神经元将信息输出到机器（您的眼睛），机器接收命令并进行响应。当你的眼睛以正确的方式移动时，屏幕上的光子进入你的视网膜并刺激您的皮质枕叶中的神经元，以允许单词的图像进入你的眼睛。然后，该图像会刺激大脑另一部分的神经元，使你能够处理图像中嵌入的信息并吸收句子的意义。
 
　　输入和输出信息是大脑神经元做的。所有的BMI 都想做的就是加入这一过程。
 
　　初看上去，这似乎不是那么困难的任务？大脑只是一个果冻，对吧？而皮质 - 我们想要做大部分的记录和刺激的大脑的部分只是一张餐巾纸，位于大脑外侧，方便您访问。皮层内约有200亿个发射神经元，如果我们能够搞清楚运作方式，那么200亿个流动的小晶体管将会给我们一个全新的对生命、健康和世界的控制。我们不能弄清楚吗？神经元很小，但我们知道如何分裂原子。神经元的直径约为原子的十万倍，如果原子是大理石，则神经元将跨越一公里，所以我们应该可以处理的，对吧？
 
　　那么这里有什么问题？
 
　　一方面，基于以上这些事实，有观点认为这是一个可以发生巨大进步的行业。我们做得到。
 
　　但只有当你了解大脑中究竟发生了什么，你会意识到为什么这可能是世界上最难的事情。
 
　　所以在我们谈论自己的BMI 之前，我们需要仔细看看试图让BMI在这里处理的人。我发现说明事情的最好办法是将大脑放大1000倍，看看发生了什么。
 
　　还记得我们的皮质餐巾纸吗？

　　如果我们把它放大1000倍，那么每条边约48cm 的皮质餐巾纸，现在有六个曼哈顿街区（或两个街区）的长度。大概需要25分钟的时间才能走一圈。而整个大脑整体现在可以紧贴在两个街区之间，就像麦迪逊广场花园（Madison Square Garden）的大小（这个长度和宽度的大小相当于MSG的两倍）。

　　因此，让我们在实际的城市里摊开来。我敢肯定，住在这里的几十万人能够理解。

我选择1,000X作为我们的乘数有几个原因。一个是我们可以立即转换我们头脑中的尺寸。每毫米的大脑现在是一米长。而在更小的神经元世界，每一微米现在都是一个易于概念化的毫米。其次，它方便地将皮质带到人体尺寸 - 其2mm厚度现在是两米 - 高（6'6“）的高度。