人脑虽然是由一团神经元缠绕而成的，但是它绝非一团乱麻。在出生前，人脑发育成了一种特定的形状，忽略细节的话，每颗人脑看起来都差不多。对人脑这样复杂的器官，我们有许多不同的分区方法，人脑不同区域的名称和描述多得让人眼花缭乱，不过概括起来，人脑可以分成三大块，每一块都各司其职（见图1.2）。
图1.2 人脑的主要组成部分
后脑
后脑，顾名思义，位于脖子上面一点，在颅骨基部。科研人员对不同的物种比较后发现，后脑是第一个演化出来的脑结构，它的前身出现在最早的脊椎动物中。人类的后脑包含3个部分：延髓、脑桥和小脑。
延髓控制着呼吸、心跳和吞咽等性命攸关的自主活动。关于延髓非常重要的一点是，它的神经元轴突会下行到对侧的脊髓中，这也是为什么我们一侧的身体会受对侧的大脑控制。
延髓上面一点是脑桥，脑桥也控制着呼吸、心跳、血压和睡眠等重要功能。脑桥还参与控制面部表情，接收身体动作和与空间定位相关的信息。
后脑中最突出的结构是小脑，小脑表面有着独特的褶皱和深深的沟壑，其中充满了关于身体位置和运动的感觉信息。小脑的职责是编码和存储复杂的精细运动技能和动作所需的信息。此外，最近的研究发现小脑在情感与认知功能的精细调控方面也发挥着一定的作用。
中脑
中脑在许多的肢体运动中起作用。它的核心结构之一是“黑质”，之所以这么叫是因为黑质富含一种叫作多巴胺的神经递质，而剖开尸体暴露黑质组织后，多巴胺会变成黑色。多巴胺对运动控制至关重要，故而黑质有“运动的润滑剂”之称。多巴胺还是“奖赏型”神经递质，广泛作用于多种学习、成瘾和强迫行为。
中脑的其他区域与视听觉信息处理、眼部运动控制和情绪调节有关。
前脑
前脑赋予了人类许多独特的能力，它在我们的哺乳动物祖先的演化进程中高速扩张。它由几个部分组成：丘脑是感觉信息传递到大脑皮层——大脑表层布满褶皱的区域——的中转站，负责处理高级信息；下丘脑会释放激素，激素随血液扩散至全身；杏仁核处理情感；海马则在记忆形成过程中起主要作用。
基底神经节是演化过程中最近出现的结构之一，负责调控大脑皮层发起的意向运动的速度和流畅度。该脑区的神经连接受来自中脑黑质的多巴胺调控。黑质如果不能给基底神经节提供足够的多巴胺，就会引发帕金森病的各种症状，比如运动迟缓、震颤和身体失衡。用药物提高基底神经节的多巴胺水平能缓解症状，但仍无法治愈帕金森病。
最后我们可以看到包覆着半个大脑的大脑皮层，人之所以为人正是因为有了它。就是在这里，我们制订计划、组织语言、生成想法；就是在这里，创意、想象和意识得以栖居；就是在这里，心智得以诞生。
皮层是颅骨里的一个折叠得皱巴巴的6层结构，整个皮层铺开来有1.6平方米大。信息经由100万个神经元在皮层里进进出出，但皮层里神经元之间的连接数却超过100亿个，也就是说大脑皮层大多数时候在自言自语。
大脑皮层主要分为4叶[见图1.2（b）]：额叶包含负责思考和与计划相关的神经环路，同时也决定着我们的人格；枕叶和颞叶分别负责处理视觉和听觉信息；顶叶与感觉信息的整合以及注意力相关。
