科学家现在已能透视活人的大脑，观察到它处理各类信息的情况。一个人在欣赏音乐时要动用一部分大脑；在他做数学题目时就要动用另一部分了。上述区别可以在一种新式机器上观察到。这种机器称为正电子放射横断面层析X射线摄影机。美国宾夕法尼亚大学将采用性能大大改进的机器进行此项实验。
这类实验可以探测一个人怎样感受经验、怎样学习和思维。有些哲学上和理学上引起争论的理论，也可用这类实验加以检验。通过这些工作，我们可以改正人们对于自己的认识。
这方面的成就可真是不鸣则已，一鸣惊人。历史上神经生物学的进展慢得使人难受。但是，近年来新技术揭示了大脑的某些拼块，其详细清晰的程度实在惊人。可是这些拼块如何相互配合，仍然远远没有弄清。实际上，究竟有多少关于人的有用的问题可以从神经生物学找到解答，那也还远远没有搞清。
神经生物学家通常避免纯理论的探讨。这种科学家总是声称：他在了解人脑——科学上最复杂的任务——方面的成就是由于他紧紧地死钉住已经证实的事实而获得的。他的座右铭似乎是：要是不去问什么理论问题，那你就不会受骗。
这就是他和有些最著名的哲学家和心理学家的不同之处。大凡有雄心的研究者，都对神经生物学那种腻烦劳神的方法感到不耐烦。Freud和J. B. Watson这两位行为主义的奠基人就是其中一例，他们摒弃了神经系统的研究，转而较多地研究有关性的问题，研究比较理论性的领域。他们的学说直到七十年后的今天仍然要引起争论，虽然一部分已经被文化背景吸收，但是仍然广泛地遭到攻击。然而这是他们所抓住的人们渴望解决的较大问题。
神经生物学能提供帮助吗？从神经生物学最近的发现弄清了一件事，人对他大脑的设想——其中很大一部分渗透到他的文化里去了——由于采取了一种“黑盒”研究法而受到损害。采用这种方法，只能观察进出大脑的情况＞但对于大脑内部的确实情况茫然不知。这种方法的问题，正如Francis Crick所说，在于：
不久到了一定阶段，几种对立的学说，对于所观察的结果都解释得不差……要是真想把事情搞清楚，那就没有别的办法，只有捅到盒子里面去。
捅进盒子里面
认真从事“捅进盒子”的研究，是从1771年开始的。那时有一位由神学家改行过来的解剖学家Luigi Galvani对一只死去的青蛙的肌肉进行电击，刺激它，使它产生动作。他用这种方法发现了神经脉冲的带电性质。
此后直到1921年才作出同等重要的发现，原来还有化学信息发送到神经组织（这次实验采用的是惨遭不幸的青蛙的心脏）。
现在经研究得知，信息沿神经系统的传送是通过电的，而神经之间的传送采用化学途径。正是这一点，使大脑既优于电子计算机而又有所不及。
大脑的基本单位建筑材料，是一种称为神经原的细胞。一个人的大脑里大约有一千亿神经原。神经原是一种根须状的蔓延物，中心有一团点，周围分支出许多纤维。这团点是细胞体，将输入信息分门别类（并且制造那种为整个细胞提供燃料的蛋白质）。由细胞体分支出的纤维有两种。一种为树突，将来自其他神经原的信息输入。另一种称为轴突，是输出信息的途径。轴突具有许许多多分支，与1000个神经原联系。一个细胞里的树突纤维也有那么多。
一个细胞的轴突和另一个细胞的树突接合处，显得特别重要。接合点称为突触。电脉冲到达接合点时有一种化合物放出，称为神经传感刑。目前已经鉴别出30多种神经传感剂，担任各自不同的任务。
有一种传感剂称为去甲肾上腺素，显然对梦境产生影响，并可控制情绪。另一种称为多巴宁，似乎能控制情绪反应，是与大脑快感中心有关。还有一种称为瑟绕通宁，那是与感官的感觉有关。有一种引起幻觉的麻醉剂麦角二乙胺（LSD），就是对瑟绕通宁起作用的。咖啡和茶叶里含有的麻醉剂，对另一种化学传感剂起作用。精神病往往是由于传感失常而产生的，因此许多精神病处方中所用的药物，有的是由于它能对传感起作用而选定的，有的是由于先取得疗效并事后加以研究而发现它有此种性能的（凡利胺Valium就是事后发现有这种性能的药物）。
神经传感剂在神经细胞接合点释放的数量，取决于到达轴突的信号强度。所释放的传感剂的外壳，填满了细小的空隙，而在另一个细胞的突触处与化学感受剂结合起来。传感剂和感受剂在化学上形成接头，相当于手和手套一般。接头起开关通道的作用，以激发或阻止通向另一个神经原的电脉冲。
信息得到传递与否，并不像电子计算机那样径直地用是否式选择，而可以使信息强弱自如——有一种化合物能将信息增强几千倍，——甚至还可以改变它。属于同一感觉输入的相关神经，可能具有不同的发射方式。
至于神经原决定如何反应，那是由经验中学习而得的。神经原可以逐渐习惯于一个信号的重复；然后可以阻止该信号或以削弱的形式传送。在别的情况下又可将其所注意的弱信号增强。大脑生来就特别注意新的信息——例如，在视野中着重注意运动着的东西，而不是不变动的背景。
由此可见，大脑在某些方面，与其说像电子计算机，不如说像新闻报纸。它采访新闻——而且有时还要加以歪曲。它要抑制那种它认为不相干的信息。它能够把表面上不相关的事实归纳成一个主题。它的工作速度比电子计算机慢，但是能平行地处理几百万个信息单位，而电子计算机通常是一步一步处理数据的。
此外，电子计算机没有感觉。影响心理状态的，除传感剂以外，还有另一类称为神经肽。有几种肽，如eukephalins和endorphins，化学性质与吗啡相似，也能减少痛感；另外有些肽会引起痛感。还有一种肽，叫做后叶加压素，可使实验用的动物大大增强记忆力。
因此，记忆是另一种部分由化学变化来控制的大脑功能。现在还没有人懂得记忆究竟是怎么一回事，也不懂得是怎样回忆的。但是现已发现，有一种简单的记忆，例如记起刚查得的电话弩码，其机理是通过化学途径加以影响的。这种记忆可很快复现出来。另外一种机理储存长时期的记忆，回忆起来慢得多。
搞清作用部位
1861年有一位名叫Pau Broca的法国外科医生，对于一批失去原来讲话很快的能力的人进行尸体解剖。他发现都是在大脑的特定部分受到损害。这一部分现在称为Broca区域 · 数年以后，另一个名叫Carl Wernicke的科学家研究T语言障碍完全不同的人的大_：这批人可以发出一连串词汇，但是不把它们贯穿成意思。原来这种情况与大脑的另一部分有关，这一部分现在叫做Wernicke区域。Wernicke区域能使词汇赋有意思，而Broca区域控制讲话用的肌肉。
此后，在大脑哪些部位执行哪些任务方面作出了很多发现。甚至像认识印刷单词和认识印刷数目字那样两个显然是相同的动作，却是在大脑的不同区域发生的。
一个人1.4升大脑的神经原中，大约有70%在皮质里。在某种意义上说，皮质这一进化史上相当长期发展的结晶，乃是人类至高无上的光荣。在进化史上，大脑皮质在哺乳类身上真正开始获得发展，然后有一种像老鼠一样的人类的远祖上了树，于是皮质又得到了发展，然后又演化成猴子，学会了攀缘娇嫩的树枝跳跃自如的本领。在进化史上，我们所有这些高等动物的发展在很大程度上应归功于上面所讲的那个阶段，因为灵巧的手和壮蒱的景色造成了智力的大发展。在类人猿身上，皮质又进一步发展，最后进入人类阶段的爆炸性的大发展。于是才有可能产生艺术、语言、宗教、科学。
人的大脑皮质分为二个完全不同的半球，各自高度专业化。人体右面一半的联络归左半球，左面一半归右半球。左半球长于逻辑思考；掌管语言能力的部位在这里。右半球善于解决有关空间的问题和其他非词汇方面的任务，例如图画。左半球看来是连续处理信息的，正像电子计算机一样，而右半球是平行地同时处理大量信息。左半球能够在关系很远的资料之间建立想象的联系。换句话说，是创造性的。
大脑里掌管各种功能的不同区域的示意图，是特意根据大脑受损害的病人作出的，这里试举一个关于区域专业化的小小的例子：临床上曾经发现，大脑受损的一些特例，曾造成病态的哭或笑。有一个病人连笑了，两天没有止息。最后，治他病的医生想起，在教室里打呵欠颇有感染作用，于是在病人床边呵欠频频，终于制止了病人的笑声。
积极情绪，例如由笑表达的情绪，似乎大多产生于大脑左半球，而消极情绪，像哭泣等，是通过右半球表达的。
有一些关于大脑功能的最卓越的研究，是由Wilder Penfield在五十年代完成的，当时他的工作是做癫痫病人裸露大脑的外科手术，Penfield让他的病人醒着，同时在他裸露的大脑组织各部接上电极。这里没有一点虐待他的意思。触及大脑组织并不产生痛苦。这样做的一个目的，就是在动手术之前先确定各部的功能，以免弄伤大脑关键部分。
Penfield刺激某一病人大脑的触觉点，使他的皮肤产生了异样感。另一例，刺激另一部位时引起一个母亲呼叫她小儿的记忆。有一次，有一个病人说他看见一只美丽的蝴蝶，并且伸出手来抓它。在对类人猿做同样的实验时，它显然想把一样东西抓到手里，然后仔细看看手中莫须有的东西。
有一种稳妥的看法认为，人类生活的大部分，包括大部分社会关系，大多取决于进化史占牝皮质历史悠久的部分大脑，就是进化史上很早以前的（比类人猿早得多的）祖先那里遗传下来的边缘系统（Limbic system）这些原始的区域——早已在鱼类和爬虫类身上有所发展——是与情绪、心境、动机、不同程度的注意和关于遥远的过去的记忆。
如果一个人皮质里的Broca语言区给毁掉了，他还能像一个动物那样由边缘系统产生原始的哭泣。在人的大脑里，一方面残存着这远古的情绪区域，另一方面却发展成这“多才多艺的，明白事理的”皮质，这两者之间明显的鸿沟，确实是当今这个用高度技术武装起来的时代的人们所不得不担心的事。幸而，皮质似乎也参与有关情绪的活动。
由此可见，科学已在个别神经原如何工作这一微观问题上作出了印象深刻的发现，而对于广阔的功能领域这一宏观问题，也不失为管中窥豹，可见一斑了。那么微观和宏观之间的关系又如何呢？
即小见大
大脑的基本要素是三种主要的神经原：感觉神经原（从外界接受信息）运动神经原（引起体内的物理反应）和处理神经原（执行上述两者之间的媒介任务）。
由于存在着这三种细胞，这样就保证在行为上对环境刺激的反应不至于成为自发的而要经过某种程度的选择。电子计算机也有输入、处理和输出，但是输入x必然导致输出y；这对于大脑来说，由于具有化学性质，因而是不适用的。说来有趣，在生物界里这种选择能力的取得，并非进化过程中的新发展，不是只有人类及其相近的哺乳类所专有。这三种神经原在某些水母体内就存在了，而从这时的进化阶梯上你再往下走的余地就不多了。
原始生物也能将那些往往是相互矛盾的输入信息联系起来。但是，毫无疑问，为了保证不要犹豫不决而无能为力，有些神经细胞本身也能对运动神经原发出指令。金鱼就是这样，它体内能发指令的细胞能使它逃避危险。
对于水母一类动物，甚至对于智力惊人的（对无脊椎动物而言）章鱼，其简单的大脑里神经原的联系方式，现在已经相当精确地确定下来了。至于高等生物，则比较原始的功能也了解得相当透彻了：例如，手接触烧红的拨火棒时是怎样产生缩回的反射的。
但是好多问题，包括看见和记忆等的活动过程，只是部分地得到了解释。在大脑所有的功能中，“看见”这一性能也许是最大的本领了。在解决逻辑问题时电子计算机要比人强。但是在区别方圆时电子计算机就显得笨拙，至于图表上的一些难题，就更不用说了。要是人，只要他是一个正常的人，如果在一条热闹拥挤的街上行车，谁都能对快速变动着的无数视觉信息一一进行鉴别和估计。
科学家已经阐明了视觉信息的传送途径，它是从眼睛的视网膜通过七根神经将信息传送到后脑壁的视觉皮质上而在那里加以处理的。至于这七根神经与皮质本身之间密密丛丛的神经原之中的情况，还完全作不出图解来。终端的情况如何，也还没有弄清楚。
哈佛医学院有一项成就唤起了我们最终解决所有这些问题的希望，他们经过研究了解到如何分析视觉信息的一小部分情况：即大脑是怎样确定所见物体是垂直的，还是水平的，还是呈某种角度。这种分析（经过视网膜初步处理以后）是在条纹皮质，即视觉皮质最基本的部分进行的。条纹皮质分成许多小块，每一小块大约一毫米见方，二毫米深。每一小块就是这样对一小块视野内的物体进行角度分析。科学家就是试图从这样微小的元件?手逐步构作起整个大脑的景象。
探测大脑活动的情况
研究已死亡的大脑的技术很丰富（虽然科学家还希望能更丰富些）。研究活人大脑的技术还不多。Penfield方法要不是节外生枝，增添动大脑手术的困难，那倒是比较理想的技术。
另有一种可供选择的有用技术是脑电图。采用脑电图技术时，电极是接在头皮上的，可以由此测量出大脑各种活动产生的电脉冲。不同的精神状态——例如瞌睡或警觉状态——会产生不同的脑电波。脑电图技术用于研究睡眠则特别有用。夜间相隔一定时间会发生被惊醒的大脑活动，同时伴随着眼珠的昧速转动。所以每个人每天晚上，不论他记得与否都是要做梦的。
但从脑电图上看不出究竟大脑的哪一部分在活动，而且所得结果往往用于脑电波意义不甚明白而较难解释清楚。
另外一种观察活人大脑内部的技术，是装备电子计算机的X射线析像器。这种技术可提供有关大脑结构，特别是受损部位的有用信息。最近又发现了一项意外的用途：在大脑里探测到在肝区还未显露的肝硬化病灶（这种析像器虽然这样敏感，但是若要探测病人当时活动正常的那部分大脑，那是没有多大用处的。
正电子放射横断面层析X射线摄影机（以下简称层析摄影机）确实是最有前途的技术，因为它提供的图片内容丰富，可以说明更多问题。日后这种机器想必能拍摄立体图片，显示大脑深度结构，准确地指出活动部位，想必能观察到病人不同情况时的不同反应：不论他是在看《花花公子》杂志，还是在计算，做算术题，做几何习题，出声算题，还是默算，甚至浮想联翩，喜怒哀乐，都一定能加以区别。这项技术可使心理学和生理学那样本来往往相当模糊的学科变得精密得多。
层析摄影的实际技术与X射线析像机相仿，不过前者不是用X射线成像，而是用一种称为正电子的亚原子。其根据是脑细胞在活动时需要一种以葡萄糖为形式的能量。细胞活动量愈大，则需要消费的葡萄糖愈多。在采用层析摄影技术之前，先设法使大脑吸收一种冒充葡萄糖的化合物，称为去氧葡萄糖。这种化合物上用一点放射性同位素给以标记，于是这种同位素放射出正电子。层析摄影机就摄下大脑内有正电子放射的地方。
美国布鲁克黑文国家实验室采用一架层析摄影机，经过十八个月的试验，获得卓越的成果。这架机器是最初步的，比较简单粗糙。它每次只能拍摄一薄片脑组织，细部的能见度不小于15毫米。下一个月，宾夕法尼亚大学医院Martin Reivick博士的小组将提取到一台层析摄影机，它能同时拍摄七片脑组织，分辨率达8毫米，收集有效数据的速度也要快得多。理论上分辨率可达2 ～ 3毫米。布鲁克黑文那架初步样机上所得的成果，已经说明这项新技术的潜力是很巨大的。
类人猿开始讲话
行为主义的产生本是二十世纪初期生物学两方面问题的自然反应：其一是神经生物学发展步伐较慢，其二是当时美国心理学家之中内省法风行一时而常犯错误。
行为主义用新的教条来代替内省法的教条就是说心理学只有依据行为才能理解。心理过程是客观上不能加以检验的，因为无法直接观察（这些早期的行为主义者对肽这种化学物质毕竟是一无所知的）。严格地说，人们对自己疼痛与否，可以说谎，而要检验是否属实也只能通过外部行为的表现：呻吟和苦脸。
行为主义者还声称环境刺激是起决定性作用的。说实在的，他们的目的也就是预言和控制行为。这在以鸽子和老鼠为对象时不久就办到了。那么对人又有何不可呢？
行为主义者的方法是可以很成功的。Madison Avenue在商业上的成就在很大程度上应归功于J. B. Watson。在他为J. Walter Thompson工作时，在广告业上引用了心理学，利用性和恐惧一类的感情，并最先别出心裁，想出了商标形象的主意。
较为近期例子是：行为主义者对于车间工人的工作成效作了研究，先让机器适应人最方便的工作方法，然后改为让人跟上机器，结果发现两者比较起来，往往前者的生产率高。
由此可见，要是否认行为主义者方法的价值，那是愚蠢的。可是如果认为这是唯一有效的方法，那也同样是愚蠢的。
现在行为主义者在其研究方法上比较开明大度了。但是他们对于自己的教条维护到多少程度，可以从有关类人猿是否会讲话的争论中衡量出来。
类人猿就这样在六十年代开始“讲话”了。有一个很重要的基本问题被忽视了几十年，那就是类人猿的发声系统连一个字母的音也发不出来。在这一何题上现在总算有了突破，有了认识。一旦了解了这一点，那些哑巴人猿研究者灵机一动，办法也就出来了。他们于是抓来一大批黑猩猩，用美国手势语、塑料块符号，或者干脆揿揿电子计算机控制板上的按钮，教它们讲一大堆哑巴语。现在有一只大猩猩也参加了学习。
这些类人猿会造一些简单句。它们会说，“请”，“对不起”。它们还会创造新词。它们只能根据爱好者的教导私下里应用新学来的语言。对参观者来说是留不下什么印象的。研究者认为类人猿缺少句法，而且老是重复。报上发表的那些谈话是“经过修改的”，剔除了类人猿无意义的话和教师敦促它们的话，对于类人猿创造新词这一点还有疑问，不知是靠智力造出来的呢，还是碰巧，是运气好的关系。比如说，有一只类人猿想吃柠檬而造了“哭 - 水果”这个词。真够简明！但是类人猿实在是不会哭的。
所有这一切听起来好像是天真烂漫的笑话。其实这是行为主义者和语言学家之间一场激烈争吵的产物。现代行为主义者的老前辈B. F. Skinner宣称语言不过是一种词语行为；因此你可以把它教给动物，语言学家的老前辈Noam Chomsky认为这是胡扯。语言是人类天生固有的特征，语言能力早已在年轻时就已经扎根在脑子里了。原来类人猿的实验是组织起来维护行为主义者的观点的。这场斗争还在继续，会愈演愈烈。
正在他们争论不休的时候，神经生物学家发现了以前大家都没有认识的事情。人不是唯一的大脑左右两半球不相对称的动物。类人猿也有点这种现象。假使在类人猿的大脑里也发现到某种初生态的语言结构的话，而这是有可能的，那么这就可能要给Skinner增添一点麻烦了。
梦是掩护什么的伪装吗？
相传有这样一个半真半假的笑话，说是你不论请精神病医生看病（通常给你一些药丸），还是请教精神分析学家（通常跟你谈一席话），还是干脆谁哪儿都不去，你感到好一些的可能性大致相等。听了这个笑话，无论精神病医生或者分析学家都不会很生气。在探讨人类这一方面的复杂问题的征途上他们还只能算刚刚起步。他们确实应该谦虚点。
现在精神病医生以治疗'慢性精神错乱见胜。当前几千几万个精神分裂症患者，以前可能需要关起来，而现在可以过正常的生活了。可是分析学家对于他们却很少帮得了忙的。但是也还有成千上万个患轻微的神经衰弱等症的人，由于面临危机而到分析学家的咨询室去做一次自我认识的实验，会感到很有帮助。
当然两派都有它自己的不足之处，而且两者之间的界线有时也很模糊。有些大夫既学过精神病学，也学过精神分析。
但是，将来精神病学的技术可要提高得更快了。这是因为神经传感剂和神经肽的科学进展神速，这样就可制造出更多更有效的药品，用来模拟大脑自然调节的作用，在活动失调时可帮助纠正。可是在一个日益依靠“吞服药丸”的社会里，可能有引起道德问题的危险和滥用于政治的危险。然而至少新药的效用和副作用是可以进行科学检验的。
精神分析学家派系纷繁，这在某些方面不免使人烦恼，他们在分析中采用的技术有一种追随理论时尚的倾向，不注意最新的实验结果。实际上，神经生物学家之忽视无意识，正如分析学家之无视神经生物学，他们都是有过错的。睡眠实验室仍然用外表的、行为主义的现象来标明梦的特征。他们有“快速眼珠运动”式的睡眠这种称呼。现在是各门学科少一点相互猜疑，多一点彼此合作，互通有无的时候了。
七十五年以前，C. G. Jung做过不少单词联想实验来探索感情上的复合问题。进行实验时给当事人一连串单词，叫他快速联想——例如“头、水、死、船、窗……”等等。有些词需要联想很多时间，同时引起皮肤上电阻变化，并用电流计测量出来。这是一个值得花时间的科学实验。
其实有许多有用的实验可以由分析学家和神经生物学家共同进行，特别是可以共同采用层析摄影机—类机器。现在大家明白，一个人在他自己的一千亿个神经原中，能意识到其活动情况的、只是极微小的一部分。
［The Economist，1979年12月]