神经元的发现与大脑功能定位研究人员圣地亚哥·拉蒙·卡哈尔 (Santiago Ramón y Cajal) 和卡米洛·高尔基 (Camillo Golgi) 发现，神经系统由独立的神经细胞（神经元）构成，它们之间被称作突触的间隙隔开，这推翻了（神经系统是）单一巨型细胞的理论。神经元通过在突触间释放化学物质进行交流，使下一个神经元产生电流；你的思维和身体运作就是特定神经细胞之间流动的电流。

神经细胞之间连接的示意图

在第一次世界大战期间，神经学家通过观察那些因新型子弹造成微小、局限性脑损伤而幸存的士兵，绘制出了大脑功能图谱。（细思极恐，大概是不同的人大脑被打穿的部位不同，有的人不会说话了，有的人能够读懂书却听不懂......于是医生观察大脑特定区域受损后功能丧失的情况来确定该区域功能，就知道了不同脑区的作用）这些损伤研究揭示了不同的大脑区域控制着特定的能力，例如，识别面孔的能力与辨认此人身份的能力是分开的，或者理解语言的能力与清晰说话的能力也是分开的。神经系统的五大主要功能“感觉”是人类体验的初始过滤器，由人类天生的感觉感受器决定，不同物种能感觉到的信息不同（例如，蛇能“看到”红外线，人只能感知到红外线很热）。知觉（Perception）是将注意力集中在特定感觉上的行为；一种持续的感觉，比如你的脚踩在地板上，但只有当你注意到它时，它才成为一种知觉。情绪受神经调节剂（neuromodulators：能广泛影响神经元活动的化学物质）的影响，例如多巴胺（追求外部目标的动力）和血清素（对内部状态的满足感），它们决定了哪些神经元更容易被激活。“行动”是神经系统的输出——将感觉、情绪和想法转化为持久的物理记录。（相当于在世界上说留下了痕迹）行动可以是反射性的、自动的（“自下而上”的处理，bottom-up processing，如行走），也可以是深思熟虑的、努力的（“自上而下”的处理，top-down processing），后者涉及分析持续时间、路径和结果。（光看概念可能觉得很容易理解，没什么大不了的，但是理解“自下而上”和“自上而下”的处理方式非常重要，因为它揭示了你的大脑是如何在“自动驾驶”和“手动控制”这两种模式间切换的。掌握这两种模式的区别和协作，是提升学习效率、改变坏习惯、甚至掌控自己注意力和情绪的关键。比如下文提到的，刻意的、专注的行动（自上而下） 是触发神经可塑性的关键，就是说必须通过“手动控制”来练习，直到它最终变成“自动驾驶”（即自下而上的技能内化））成年人大脑的神经可塑性机制在成年人中，神经可塑性（Neuroplasticity：大脑通过经验重塑自身结构和功能的能力）是由刻意的、专注的行动触发的，这个过程会让人感到困难和烦躁，因为它调用了像去甲肾上腺素（肾上腺素的一种）这样的神经调节剂。（因此，在学习和工作中感到困难和烦躁时要拥抱这种感觉，这意味着进步，这不是励志，而是有真实的生理过程的！）神经调节剂肾上腺素 (epinephrine) 和乙酰胆碱 (acetylcholine) 通过提高警觉性和注意力，为可塑性打开了大门。在专注学习期间，乙酰胆碱就像一个荧光笔，标记出那些活跃的、将在稍后被强化的特定神经元。小朋友学东西快，因为小孩子有着超级超级强的神经可塑性，小孩子的脑子是被乙酰胆碱泡着的（字面意义上）。

小孩子有着超级超级强的神经可塑性，小孩子的脑子是被乙酰胆碱泡着的

神经连接的物理重塑和强化，并非发生在学习活动本身期间，而是在随后的深度睡眠和默认模式网络期间（意思是人脑在不专注于外部任务的“休息”状态下持续活跃的神经网络。它在进行白日梦、回想过去、展望未来、思考自己或他人时激活。因此，即使“不动脑”时，大脑也在处理信息建立把之前学过的内容给通过神经联系固化下来！）。在高强度学习后立即进行 20 分钟的休息，可以加速神经可塑性的过程。（但这并不是频繁休息的借口！）自主神经系统与学习的生物节律自主神经系统（Autonomic nervous system：控制内脏、血管等非自主活动的神经系统）就像一个跷跷板，管理着身体在“警觉系统”（交感神经）和“平静系统”（副交感神经）之间的转换。除了 24 小时的睡眠-觉醒周期外，我们的专注能力还受到一个 90 分钟的超日节律（ultradian rhythm：周期短于24小时的生物节律）的制约。这个90分钟是“任意时刻”可以启动的，比如现在决定开始学习了，就进入一个90分钟周期，一开始还会总是分心，但是注意力会越来越集中，之后随着你进入这 90 分钟专注周期的深入阶段，学习能力会达到最强；90分钟后注意力又更难集中了。掌握自主神经系统的“跷跷板”，可以让你更好地进入专注状态以进行学习，并进入休息状态以巩固这些变化。（掌握自主神经系统的“跷跷板”（警觉 vs 平静），本质上就是学会如何有意识地（自上而下）调节你的生理状态（自下而上），以便更好地进入专注或休息！）其他细节神经系统的功能就像一个从大脑、脊髓到身体，然后再返回的持续通讯回路，类似于莫比乌斯环（Mobius strip：一种只有一个面和一个边界的拓扑结构）。

神经系统——从大脑、脊髓到身体，然后再返回的持续通讯回路

记忆以电流模式储存，“既视感”（deja vu）就是感觉相同的神经元模式再次被激活。大脑包含高度特化的细胞，这非常的神奇，例如“女儿的专属神经元”，这种细胞只在一个人看到自己女儿的照片时才会被激活。抗抑郁药是在发现化学物质可以改变神经调节剂后发展起来的，但早期版本的副作用很大，因为它们会同时影响多个化学系统。