第一章
跨越時光的旅程
我，喬治．布希，美利堅合眾國總統，現在宣布，從一九九○年一月一日開始，是腦的十年（TheDecadeofBrain）。我呼籲美國所有的公務員和人民，用各種適當的計畫、典禮和活動，來宣揚這個十年。
一九九○年七月十七日，美國總統布希在白宮簽署了第六一五八號總統文告，宣布從一九九○年一月一日起，進入腦的十年。在這之前的十五年，腦造影技術大幅改進，現在可以直接看到大腦內部的工作情形。當技術進步到這個境界，時機就成熟了，政府可以啟動公共和私人的基金，進行這個前所未有的大腦研究。
這個新的計畫非常吸引人，醫生希望新的研究經費注入，可以幫助他們更了解從憂鬱症、自閉症到思覺失調症、癲癇、藥物上癮和失智症等各種心理健康失調，是出了什麼問題，以及如何發展出新的、更好的預防和治療方法。因為精神疾病耗費大量的醫療照護支出，這個花費還持續高度成長，政府部門和健康經濟學家明確贊成相關的研究計畫。
對我們其他人來說，這個十年開始了對大腦科學的長期愛情長跑。跟以前所有的歷史相比，在腦的十年中，有關大腦和它內部運作的知識，是以前的兩倍。媒體用聳動的標題，來報告大腦的新發現。科學家也用寫通俗的科普書，來回報媒體的熱情；在書中，科學家解釋他們高科技的研究，這些書創造出更見多識廣的觀眾，他們渴望能學習到更多。
我們被激起好奇心。大腦如何控制我們的行為、我們的思想、我們的情感？所有這些新科學，可以使我們變得更聰明，或是改變因擾我們一生的憂鬱症和焦慮症方向嗎？我們是否開始能了解好朋友或家人的大腦在想什麼，使他們走上絕路？這些大腦知識和它運作的方式，最終可以告訴我們：是什麼造成現在的我們嗎？
中央發號司令台
想了解大腦及它如何控制我們身體和情緒的運作，是從有文字記載的人類歷史以來，就有這樣的探索。古希臘人不太了解大腦的基本生理結構，所以當時的辯論，都是哲學上的問題：普通常識（commonsense）落在大腦的什麼地方？大腦的哪個區域，控制著我們的記憶、理智和想像力？大腦和靈魂、精神或心靈的關係是什麼？靈魂在大腦的什麼地方？
希波克拉底（Hippocrates，四六○～三七五BC）認為，大腦是智慧的所在地，負責我們所有的感覺。他說：「人應該要知道，從大腦，而且只有從大腦，我們得到快樂、喜悅、笑語和嘻笑，以及我們的悲傷、痛苦、哀悼和眼淚。」然而，不久之後，另一個知名且有影響力的希臘人亞里斯多德（Aristotle，三八四～三二二BC），又有另一種權威觀點。亞里斯多德和他的追隨者說，不是大腦，而是心臟決定我們到底是誰。心臟是我們唯一的智慧來源。大腦只不過是一個冷卻機制，只有在釋放心臟過度工作，而製造出大量熱的時候有用，因為它扮演的是安全活門。
下一段旅程不需要大腦
古代埃及人也不注重大腦，埃及人跟他們同一時代的其他文明一樣，都在人死亡之後，做成木乃伊，他們認為肉體在死後可以復活，所以要盡可能好好保存，復活時可以再使用。
製作木乃伊的過程很冗長與費力。內臟都要第一時間拿出來，因為它們很容易腐敗。這些器官會個別進行防腐處理。只有一個器官留在身體裡面，就是心臟。這是因為心臟是智慧和情感的泉源，對死後的生活很重要。他們把身體和未經搬動的心臟進行脫水和防腐處理。其他內臟隨後會放回它們原來的地方，再用麻布把身體包裏起來。每層布之間都放著護身符，以保護身體到下一個世界時，不會受傷。
過程中，他們唯一丟掉的器官是腦。古埃及人認為，他們不需要腦，就可以在另一個世界活的很好。
遠離迷信
七世紀到十三世紀，是伊斯蘭教的黃金時代，許多科技和醫學的新想法湧出，迷信的大腦假設，逐漸被系統化和科學的驗證取代。海桑（Alhazen，九六五～一○四○）是偉大的阿拉伯物理學家、數學家，他在光學上有偉大的成就，最為人知的，是解釋眼睛如何把影像傳到大腦，他是第一個宣稱所有關於大腦如何運作的假說都該丟棄，除非這個假說是實驗可以觀察得到的。「追求真實的人，並不是研讀古書，然後相信它們，而是懷疑自己對這些說法的信仰，質疑他收集的這些說法有何問題；追求真實的人是屈服於論據和實驗展示，而不是說人的本性充滿了不完美的缺陷。」
這是我們今天所謂科學方法的起源。
在文藝復興時期，許多科學家都是極有成就的藝術家。在他們仔細解剖之後，開始看見人體的結構，而每一個新發現，都需要記錄和畫下來。所以，藝術家和科學家就這樣一起發展起來了。藝術與科學結合最有名的例子，就是集藝術家與發明家於一身的達文西（一四五二～一五一九）了。他是自學的解剖家，一開始的研究是生理和解剖學，所以可以把人體更真實地表現在他的畫布上。但他也對大腦結構有興趣，因此畫了很多詳細的大腦圖。
我們今天運用的大腦各部位名稱，就是在那個時候標上去的。大腦（cerebrum）是拉丁文的腦，位於腦殼前端，體積是整個大腦的三分之二。它包括兩個腦半球，左半球和右半球，大腦控制著高層次的腦功能，如思考和動作。小腦（cerebellum，拉丁文的小腦）在腦殼後端，控制著動作和平衡。延腦（medulla）在小腦前面，調節身體的非自主歷程，如血壓、心跳、消化和呼吸。
當皺褶成了一件好事
最早也最有名的解剖教科書之一，是一五四三年出版的《人體的構造》（DeHumaniCorporisFabrica；英文：OntheWorkingoftheHumanBody），作者是安德雷亞斯．維薩里（AndreasVesalius，一五一四～一五六四），這是第一本區分出大腦灰質和白質兩種大腦細胞組織的書：大腦的外層皮質由灰質組成，白質是中間的神經纖維。
這也是第一本正確畫出大腦表層的書：大腦表層有許多皺褶，形成腦溝（sulci）和腦迴（gyru）。早期的解剖學家以為，這些迴旋的起伏是隨機的，很像他們剖開肚子時，看到的捲曲小腸模樣。維薩里就不認為這些迴和溝有什麼特別的。「人的大腦沒有什麼特別之處，我在驢、馬、牛和其他動物的大腦內，也都看過這些迴溝。」他說。
然而，到了十六世紀結束時，人們知道維薩里是錯的。大腦表面的迴和溝，既不是隨意的，也不是捲曲的，它們都牢固地連結到大腦底部。而且，高等動物的比較深。在比較不同動物的大腦時，大腦皮質越大，腦溝和迴會變得越複雜。這個時期的版畫，顯示出清楚的演化歷程：河狸（beaver）的大腦很平滑，狐狸的大腦有五個迴旋（convolution），馬的迴旋比羊深，大象的迴旋又比馬深。但沒有任何一種動物的腦，像人類的迴旋那麼複雜。
腫塊、隆起和人格
十九世紀初，法蘭茲．喬瑟夫．高爾（FrangJoscphGall，一七五八～一八二八）這位德國解剖學家，有很多人都對他很感興趣。靠著熟練的解剖技術，他成了第一個找出顱內十二條神經的人，這些神經透過腦殼的通道流出大腦外，而不是透過脊柱。有些顱內神經控制著感覺器官，有些控制著肌肉，其他的連結到器官上或內臟，如心和肺。這些發現很重要，因為他，神經學逐漸發展成一門獨立的學問。
但高爾在顱內神經上的貢獻，並沒有讓他吸引到最大多數人注意；他會變得有名，而且廣受一班大眾歡迎，是因為顱相學（phrenology）的理論。根據他的理論，大腦不是一個器官，而是由很多器官組成的，每個器官各在大腦特定的迴旋處，每一個控制著不同的情緒和心智功能。因為大腦的腦殼形狀和迴旋有關，他相信，腦的大小和形狀，它的腫塊、隆起和凹陷，可以預測個體的人格特質和心智能力的強弱。
針對社會上行為極端的人，如罪犯和牧師，高爾檢視他們的大腦，把他們大腦特殊的地方畫下來，找出所謂誠實、自律、正直、毅力等特質，甚至是音樂之類的藝術天賦。感受個人各自的腫塊，或是解讀某人的腫塊，變成一種廣受歡迎的娛樂：星期天下午沙龍的娛興節目。聽說甚至連維多利亞女王都邀請顱相學家去替她的孩子摸頭，想搜尋他們內在的才能和脾氣。
到了十九世紀中葉，顱相學變成一個賺錢的事業，尤其在美國，很多大城市都設立了顱相學機構。這些顱相學家宣稱他們可以診斷疾病，計算未來得病的機率。情侶在婚前用它來測試兩人是否契合，企業用它去篩選來求職的人。甚至連政客在競選公職前，都會求教顱相學家。有些當時的名詞，我們到現在還在用，例如「知識分子」（highbrow）、「低俗的人」（lowbrow）與「你該去檢查腦袋了」（你的頭腦有問題了；youneedyourheadexamined）。
顱相學讓位，心理學誕生
唯一的麻煩出在高爾身上，因為他雖然是個技術高明的解剖學家，卻不是一個很好的科學家。他的原始研究有很大的抽樣問題，他只找符合自己理論的人來做，也只報告符合他理論的結果，凡是不符合的資料，就統統丟棄一旁。法國的生理學家尚．皮埃爾．弗盧龍（Marie-Jean-PierreFlouren，一七九四～一八六七）公開宣稱他對這種偽科學的厭惡，對顱相學家這樣欺騙大眾感到憤怒。後來，拿破崙請他去驗證高爾的理論。他用動物做實驗，證明高爾是錯的，並沒有證據支持他的理論。
然而，大腦形狀和功能之間的關係，最後使得科學家回頭去想皮質上迴旋溝迴的本質。為什麼人類的迴旋比動物複雜許多？是什麼樣的壓力，使大腦產生突起的腦迴和凹下的腦溝？卡爾．威尼基（CarlWernicke，一八四八～一九○五）認為，這是為了增加大腦的面積。當我們越來越聰明時，大腦就要越來越大，但大腦的發展受限於腦殼大小。當大腦無法向外擴展，只有向內擴展，而褶痕幫助面積擴展。
到了十九世紀末葉，開始出現大腦結構和功能的詳細地圖。前腦（forebrain）包括大腦皮質，是我們感覺、學習和記憶的所在地。訊息從眼睛、耳朵和其他感官進來，都先送到中腦去，然後再傳回前腦。語言在左腦，而呼吸和消化這種非自主控制功能（involuntaryfunction）在後腦，那裡有最多顱內神經。
到了一八○○年後期，人們重新喚起對心智影響行為的興趣，「心理學」這一門新的學科因此誕生。德國生理學家威廉．馮特（WilhelmWundt，一八三二～一九二○）是第一個用系統化的方式，去研究不正常的心智狀態，他運用可測量的現象，像是注意力廣度（attentionspan）和反應時間（reactiontime）來做指標。他認為，心智處理（mentalprocesses）可以分析和計算，就像化學家去分析和分類化合物一樣。
在研究法上，馮特也有很大的貢獻。他堅持所有的實驗，都必須在嚴謹控制下的情況進行，而且要詳細記錄過程，使別的實驗室也能重複做出同樣的結果。假如一個實驗的結果不能複製，這個結果就有可能不是真的。
有趣的是，最近的科學分析發現，竟然有五○％的科學論文在發表之後，別的實驗室無法複製出同樣的結果，就連在龍頭醫學期刊發表的文章，也有這種現象；因此，有可能是誤導的結論（譯註：這是目前一個很嚴重的問題，如果著名期刊發表的論文都不可相信，那我們要相信什麼？台灣自從台大論文造假，從校長到研究員的事情爆發之後，我們在國際上的名聲大大受損，五十年的努力，可能才換來台灣在國際學術界的地位，五件造假可能就毀了前面的心血，做研究，不可不慎）。
一個意外的實驗
哈佛醫學院的華倫解剖博物館（WarrenAnatomicalMuseum）有一個玻璃櫃屋，裡面裝著一組奇怪的物件：一個男人的頭骨、一個男性臉孔的鐵面具和一根長鐵棒。頭骨和面具屬於菲尼斯．蓋吉（PhineasGage）的頭和臉，他曾是鐵路工頭。而鐵棒是蓋鐵路時炸山用的，在石頭上鑿個洞，把炸藥放進去，上面用泥土覆蓋，用這根棍子把土塞緊，然後點燃引線。
一八四二年，蓋吉二十五歲時，負責建造一段通往維蒙特州（Vermont）的鐵路。在他要用這根棍子去塞緊炸藥時，炸藥爆炸了，這根棍子穿過他的臉頰，從額葉伸出，把他震到十丈之外，坐在地上。
驚人的是，蓋吉活了下來。意外發生之後，他馬上就能走路、也能說話，自行回去旅館，在那裡，醫生隨後從他破碎的頭蓋骨鑽洞，把棍子從他的腦袋拔出來，並處理他的傷口。起初，他從昏迷、腦部感染以及譫語階段中恢復時，穿插著一段又一段的清醒時間。然而，他在接下來四年的恢復期，是緩慢而且不穩定的。他的奇蹟恢復，歸功於治療他的約翰．馬丁．哈洛（JohnMartinHarlow）醫生：當時很少有醫生的技術這麼好，足以成功地排出他大腦的膿瘍。
蓋吉的身體復元得很好，雖然失去一眼的視力，還有一邊的臉頰麻痺。但他的性格完全變了。他曾是一個非常負責任、安靜、勤奮的工頭，現在卻變得乖戾和好鬥。被鐵路公司開除之後，他發現很難找到任何待得下來的工作。這個知名的個案，在很多神經科學的教科書中都可以看到，是研究大腦結構跟行為關係的一個里程碑。它不但顯現人格跟額葉皮質有關係，還告訴我們這個地方受傷了，行為會有什麼改變。
最近，加州大學洛杉磯校區（UCLA）的研究者重新檢視這個個案，用腦造影技術去看當年大腦受傷的部位。結果，他們發現，那根棍子造成大腦白質大面積的損傷。我們現在知道，白質連結大腦很多部位，它們一定要共同工作，我們才能作推理和記憶。蓋吉大腦白質的破壞，使他的行為劇烈改變。
蓋吉在受傷十二年之後死於舊金山，得年三十七歲。
顯微鏡透露更多祕密
顯微鏡的改進，也使我們更加了解大腦的祕密。十七世紀中葉，英國科學家虎克（RobertHooke，一六九五～一七○三）用放大鏡來檢視一個銀行軟木塞。他發現，軟木塞其實是很多小室緊密組合在一起所形成的。因為它們很像修道院裡修士住的小房間或單人小室，他把這些結構取名為「細胞」（cell，譯註：一排排相似的小房間叫cell，例如牢房、軍營的房間）。虎克發現的，是從植物到動物和人類，所有生物最基本的結構。
當光學進步時，放大鏡就被顯微鏡取代了。雖然一開始粗糙，顯微鏡帶給我們大腦的內部結構訊息，卻是前所未有的。人類發明新的方法，去「修整」脆弱的、像果凍一樣的大腦組織，把它浸在酒精或福馬林（formaldehyde）中，讓它不能分解，方便操作，並可以切成幾乎是透明的薄片。各種染色技術發展出來，使細胞的顏色增加，得以標示不同的內部結構。
但科學的進步，很少是直線前進、一點一點串接起來的步驟。衝突的看法多半會出現，導致不同派系之間的爭論，每個人都主張自己的科學觀察說明是正確的。神經解剖學這門科學的初期也不例外。雖然科學家都同意，細胞是生物最基本的單位，很多人卻不認為大腦和神經系統也是如此。西班牙病理學家聖堤亞果．瑞蒙．卡哈（SantiagoRamonY.Cajal，一八五二～一九三四）是第一個認為在大腦中被稱為神經元（neuron）的細胞，就是大腦和神經系統最基本的功能單位，而有越來越多科學家也這麼認為。但另外一組人卻認為神經元不是，他們認為密集的網狀組織（reticulum）神經纖維，才是控制大腦功能的單位。
傳承下去
現在，我們知道神經纖維是投射到神經元去，而不是獨立在神經元之外自己運作的。每一個神經元有三個顯著部件。最大的叫作細胞體（cellbody或soma），裡面住著細胞核（nucleus）。從細胞體投射出去許多有刺樹枝狀的東西叫做樹狀突（dendrites），它們自己往往會多次分枝，並集結成樹狀突樹。它們從別的神經細胞那裡接收化學訊息，送回到細胞體，細胞體再把這個訊息送給其他細胞。軸突（axon）或神經纖維（nervefiber）這些與細胞體明顯不同的突狀物，它的工作是確保訊息送出。
每一個神經元有很多樹狀突，但只有一個軸突，有些軸突非常長，例如，從脊椎到腳趾頭肌肉的軸突，可以到一公尺長。大腦灰質包含大部分的細胞體和樹狀突，還有一些軸突，而白質絕大部分是軸突，只有少許的細胞體。在十九世紀時，很多人不相信細胞體、樹狀突和軸突屬於一個神經元，因為當時它們是分開來研究的。
因為成熟的大腦在顯微鏡底下非常複雜，卡哈認為用胚胎的大腦可能比較容易驗證生命的初期階段，也就是大腦還沒有發展得很好的時期。他用當時剛開始發展，新穎且效果較好的銀染，去染色小雞的胚胎，就發現細胞體、樹狀突和軸突，都是同一個神經元的部件。卡哈跟達文西有很多共通點：不但是很好的解剖學家，還是有造詣的藝術家（譯註：以前沒有照相，科學家得自己畫出他所看到的肌肉、骨骼和細胞組織）。現在，他筆墨精細的美麗畫作，在馬德里的卡哈學院（CajalInstitute）還可看到。
卡哈在一九○六年拿到諾貝爾醫學獎，一起得獎的，是發明銀染的義大利病理學家卡米洛．高爾基（CamilloGolgi），他的銀染使卡哈看到了細胞的組成。
腦波
雖然解剖學和顯微鏡可以讓我們看到大腦的結構，但那些圖片是靜態的，它並不能顯示大腦的活動。所以在十九世紀末期，科學家觀察到大腦自己發送出來的電波訊息。藉由直接打開兔子和狗的腦，並放上電極，得知這些電波可以記錄下來。而這些訊息起起伏伏的，所以叫腦波。
德國生理學家，同時也是精神科醫生的漢斯．伯格（HansBerge，一八七三～一九四一），發明了第一部記錄人腦電波的儀器，叫EEG（Electroencephalography）。他發現，可以不用打開大腦。電極可以直接貼在頭皮上。電壓的改變，讓EEG收集來的電波非常微弱，比一個AA電池的電流小一萬倍，但至少現在可偵察到活人大腦的運作了。我們可以開始看到，這個複雜且神祕的器官如何運作。
EEG的發明，是神經學上的重大發展，而且，直到現在我們還在使用。動物實驗顯示在癲癇發作前，腦波會出現異峰突起（spike），所以在第二次世界大戰時，空軍用EEG來篩選飛行員，確定他們適合飛行。一九五○年代，科學家第一次發現，睡眠時的腦波，跟清醒時一樣。在這個發現之前，大家認為睡覺時，大腦也在休息，簡單來說，就是疲倦大腦的一段停工時間。但EEG的圖表顯示並非如此。睡眠時，大腦跟清醒時一樣的忙碌〔譯註：尤其有了核磁共振以後，科學家發現，睡覺是身體在休息、大腦在工作，尤其作夢時的腦波，跟清醒時的貝塔波（beta）一樣〕。
在後面的章節裡，我們會詳細檢視睡眠，因為我們現在知道，一個好的睡眠，對新陳代謝和認知功能（包括學習和記憶），都有關鍵性的作用。我們也會看到，能不能一夜好眠，跟你餵食大腦什麼食物有關。
「火花和湯」的戰爭
有一個重要的問題還沒有得到答案：神經元是如何溝通的？到二十世紀中葉，大家都同意神經元是彼此分開的，並不像十九世紀網狀組織派認為的那樣，是黏在一起形成一個連續性網路。神經元之間的縫隙叫突觸（synapse），它位於一個軸突的尾端，和另外一個神經元樹狀突的前端之間。主要的問題在於，訊號如何打造跨越這個縫隙的路線。如何把訊息從這個神經元傳送到另一個？訊號的本質是電流還是化學？
藥學家（pharmacologists）認為，神經元靠放出化學物質到突觸中來傳遞訊息，而神經生理學家認為，是電流的「火花」從這個神經元跳到另一個，來把訊息傳遞過去的。結果，兩者都對。神經元之間訊息的傳遞，的確是靠把分子從一個神經元移到另一個。兩個科學家奧圖．路維（OttoLoewi）和亨利．戴爾（HenryDale）在一九三六年拿到諾貝爾獎，因為他們發現，神經傳導物質（neurotransmitter）這個化學物質，會從一個神經細胞軸突的終端被釋放到突觸中，這個帶有訊息的分子迅速游過突觸，到達另一神經元樹狀突的彼岸，把訊息從神經元帶到器官和肌肉。
然而，儘管發現了電的突觸，藥理學家還不能這麼快慶祝勝利。一九五○年代，科學家在原始動物小龍蝦（crayfish）的大腦裡，首度找到電的突觸，後來發現所有的神經系統中都有。雖然電突觸很稀有，但它們跟化學突觸不一樣。首先，他們建立在速度上，傳送更是異常的快速，一毫秒分之幾就過去了。電突觸跟反射反應（reflex）有關，它像閃電一樣快。第二，電突觸是同步發射的，會有一組神經元同時活化來強化反應。例如，荷爾蒙的腎上腺素（adrenaline）和可體松（cortisol），必須靠電突觸來同步發射到我們血液的循環系統中，才能對壓力作出立即的反應。
對神經元來說，這兩種溝通方式都是重要的。它們是互補的，唯有一起工作，我們才會有正常的生理功能。
其他大腦細胞
雖然大家都把注意力放在神經元上，因為它們是大腦主要的演員，但其他細胞也需要觀察。一開始時，大家不認為它們是細胞，以為僅是神經元之間的填充物。後來，細胞染色技術進步了，才發現它們是獨立的細胞。他們被稱為膠質細胞（glialcells），因為當時以為他們的作用，是把神經元固定在特定位置上，提供支持作用（希臘文glia是膠glue的意思）。
然而，早期的神經科學家，低估了膠質細胞的作用。有些膠質細胞，像是寡突膠質細胞（oligodendrocytes），會把自己包在軸突上，形成絕緣體叫做髓鞘（myelinsheath）。這個絕緣體，使電流可以快速通過而不會短路，是軸突的保護者。大腦白質主要就是這些包了髓鞘的軸突，它們連結大腦不同部位的灰質，以產生功能。神經纖維會叫白質，就是因為這些髓鞘是白的。
寡突膠質細胞使軸突運作正常，補充軸突的營養，把產生的廢物運走，修補它。假如需要更新髓鞘，這些寡突膠質細胞會負責。假如軸突失去髓鞘，就會受損，產生傷疤，使運送訊息的速度變慢，失去髓鞘是好幾個嚴重慢性神經症的原因，包括巴金森症（Parkinson'sdisease）和多發性硬化症（multiplesclerosis）。
血腦屏障
膠質細胞也是血腦屏障（blood-brainbarrier，簡稱BBB）的主要成份。BBB是一百多年前發現的，當時，好奇的科學家注射染劑到動物的血管去。這個染劑染了幾乎所有的細胞組織，除了大腦和脊柱以外，因為這兩者都能阻擋染劑進入大腦。我們現在知道，腦血屏障是個半滲透性的膜，目的是預防一些分子進入大腦，允許某些分子進入。可能會傷害大腦的毒物、從身體其他部位進來的神經傳導物質以及其他的藥物會被阻擋，營養和有些藥物可以進來。
對血腦屏障來說，膠質細胞是非常重要的。在身體的其他部分，分子可以自由進出血管，哪怕是最細的微血管。在大腦裡，膠質細胞在血管壁上組織得非常緊密，選擇性地阻止大分子離開血管進入大腦。最近的研究發現，膠質細胞的作用不只是守門人和管家。它們在突觸的形成上，扮演主動的角色，而失去功能的膠質細胞，會導致神經上的疾病，像是多發性硬化症，它的重要性，比以前認為的還要多得多。
愛因斯坦是個偉大的科學家，直到今天，他的名字還是和天才（genius）畫上等號，但他在一九五五年過世時，大腦被取出保存起來，切片被送到全世界各地，讓科學家進行檢驗。大家都想知道，他的大腦為什麼這麼特別。他的腦比較大嗎？他的額葉皮質比較大，或是神經細胞比一般人多嗎？並沒有。其實，他管語言和說話的地方，還比預期來得小（愛因斯坦到四歲才會說話）。科學家覺得很困惑。
一直到一九八○年代，才意外發現一些事實。跟不是天才的大腦相比，愛因斯坦的大腦並沒有更多神經細胞，但他的膠質細胞比別人多，尤其是在掌管創意和複雜思考的地方。看來，我們還沒有真正了解膠質細胞扮演的許多角色，尤其是它跟智慧的關係。
現代腦造影技術
現在，二十一世紀的技術，讓科學家可以研究比較不明顯，也比較細微的大腦功能，像是創意和邏輯思維。這些調查的新方法，根據的事實是，大腦的任何領域在活動時，會運用比較多的葡萄糖和氧氣。這些增加的運用，可以從一些大腦掃描的新形式看到。比較多氧氣和葡萄糖的部位會亮起來，而沒有參與大腦特別任務活動的大腦部位，會呈現暗色。此外，計量EEG（QuantitativeEEG）這種新形式可以看到不同心智活動時的大腦電流活動。像這樣的技術，開創了新的大腦地圖時代，使大腦質的變化，像是情緒、創意、欲欲望或厭惡，可以在大腦的某些特定地方看到。
大腦地圖有許多用處。現在，我們可以比較沒有憂鬱症的大腦，和憂鬱症患者大腦的情形，以得到比較正確和特定的診斷。接下來，這些訊息也可以幫助確定最佳療法的選項，以及針對特定病例的療法是否適用。大腦地圖不僅僅在醫療科學上有好處，也有商業上的功效。在大約過去十年來，大學的科學家開始跟市場調查員合作，找出什麼因素使顧客願意「買」，他們不只是想了解什麼樣的廣告會吸引顧客去買，還想知道為什麼。
「神經市場學」（neuromarketing）和「神經經濟學」（neuroeconomics）這兩個名詞，已經進入了企業和校園，在市場的策略上，開啟了一個全新的向度。
神經市場學——玩弄我們的大腦嗎？
一個大家熟知的市場學例子，可以說明大腦地圖對工業及商業如何有用。二○○八年，菲多利（Frito-Lay）速食公司想推廣自家產品奇多（cheetos）的市場。這個有起司味道的零食，是孩子的最愛，卻是營養師最討厭的東西。菲多利公司想把奇多打進成人市場，所以雇請一家神經市場學的公司，去調查什麼可以打動成人的心，去買奇多來吃。吃袋裝的奇多會弄髒手。不過，大部分的孩子並不在乎吃到滿臉滿手黃黃黏黏的，菲多利公司想，這一點可能是大人會在乎的。
但大腦地圖顯現出不同的故事：吃到滿臉滿手正是成人喜歡的。吸吮手指頭上的起司粉屑，啟動了大腦某個地方，明顯使這些大人重溫當個頑皮小孩的過往。有了這個訊息之後，公司就在電視上推出一系列的廣告，廣告中的成年人像孩子一樣，大把的從袋中抓起奇多，塞進嘴裡。有一個廣告，是飛機上的乘客，把奇多塞進坐在他旁邊大聲打呼的乘客鼻孔裡。另一個廣告，是一個婦女在自助洗衣店中，把一袋橘色的奇多，倒進別人白色衣服的洗衣機中。
一般觀眾並不喜歡這種廣告，他們覺得這些是居心不良的行為。但大腦地圖顯示早期的廣告潛意識，激發正向的反應。所以，菲多利把這些廣告送上電視，賺了四千七百六十萬美元。
我們從腦的十年學到了什麼
這十年來，我們對大腦的組織和功能，得到前所未有的了解，但儘管在相對短暫的期間，有數以百萬計的研究刊登出來，然後從那時起，對運作中大腦的偵測能力，也有很大的進展，但我們對如何保持大腦的快樂、健康及工作效率，仍然所知有限。
在對大腦的知識大爆炸的同時，我們的大腦卻好像越來越脆弱，失智症（dementia）這個年老最害怕的疾病，是公共衛生最關心的議題。而我們才剛剛開始了解，憂鬱症加諸全球富裕國家負擔的強度。
在生命向度的另一端，我們孩子的大腦，也好像更容易受到心智健康問題的傷害：越來越多孩子被診斷出注意力缺失和自閉症。這些疾病對經濟、社會和心理上的耗費非常大。自殺現在是十大主要死亡原因，而一百年前幾乎沒有。孩童和青少年沒辦法跟大人談心這種哀傷的情況，變得越來越普遍。在這些方面的統計，腦的十年好像沒什麼作用。
雖然有這麼新的技術可供使用，醫學對我們神經系統為什麼會失去功能，卻沒有什麼新的見解。可不可能是因為直到現在，我們都沒有去檢視餵食大腦的食物是什麼，以確定大腦每天必須有什麼基本營養，才能正常的運
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