認知活動。當前腦科學中最有意義的是對認知活動的研究，這一研究將弄清人腦是如何工作的，瞭解人的意識、情緒、意志、情感、理智、智力等是如何由腦神經細胞產生的，將有助於回答生命和智力的起源問題，也會為進一步用機器模擬人腦開闢更為廣闊的前景。
如今，雖然人類對自然的探索範圍已經達到“上九天攬月”“下五洋捉鱉”，但對於大腦，這個重量僅佔人體總重量2%的器官，卻知之甚少。
近年來，全球對於腦科學的研究如火如荼，我國的腦科學研究者也在這場科技角逐中嶄露鋒芒。從腦訊號讀取到意念控制，腦科學研究正在不斷打破人們的思維邊界。向“終極疆域”前進在眾多科技領域中，腦科學無疑是最尖端、最前沿的一個，它被稱為生命科學的“終極疆域”。浙江大學醫學院附屬第二醫院神經外科主任醫師朱君明介紹，腦科學的研究範圍非常廣泛，主要包括四個方面。
認識腦 包括腦的結構與功能、腦神經與網路系統、腦的進化與發育、大腦的工作方式與原理等。保護腦主要包括促進腦發育、預防腦損傷、治療腦疾病、延緩腦衰老等方面。開發腦開發未知功能、提高腦的運用效率，以及通過類腦研究，模擬腦的功能和工作原理，尤其是模擬人腦的資訊處理機制。
創造腦即通過構建大腦模擬系統，開發腦型計算機，打造以數值計算為基礎的虛擬超級大腦。神經科學（neuroscience）也被稱為腦科學（brain science），顧名思義，這是研究大腦結構與功能的學科。現代神經科學不過百多年曆史，相比於傳統的理科，神經科學是一個新興學科，但它不是一個單一學科，而是一個異常交叉的學科，她跟眾多學科有著豐富的聯絡。
這是因為：首先，她的研究物件與多個學科有重疊，包括她與生物學一樣，需要研究大腦的分子和細胞；她也跟心理學一樣，研究動物的認知過程；而且和哲學一樣，她對意識的研究有著濃厚的興趣。其次，由於大腦的結構和功能都很複雜，腦科學需要藉助多學科的工具和方法對大腦進行研究。譬如物理學的光學顯微鏡/電子顯微鏡/核磁共振等器材、生物學的示蹤/基因編輯等分子細胞技術、心理學的心理物理實驗與理論、數學物理的概率統計/動力系統等量化工具。
反過來，對大腦的理解能幫助我們認識自我和社會，從而反哺其他人文學科，譬如哲學中對心身關係與自由意志的認識、經濟學中對決策行為的認識。而且，她具有很強的應用性，關於大腦的研究成果被轉化為實用性的產品或服務，譬如醫學中的神經/精神類藥物開發、電腦科學中的人工智慧、工程學中的腦機介面、教育學中的課程設定與教育效果評估等。
為闡明腦功能。日本在1996年制定為期二十年的“腦科學時代——腦科學研究推進計劃”，闡明產生感知、情感和意識的腦區結構和功能（功能定位、認知、運動、情感、學習，思維、直覺、自我意識）；闡明腦通訊功能（語言資訊在腦神經網路中表達的機制，人類獲得語言能力的過程、語言、思想和智力之間的關係）。
控制腦發育和衰老過程（識別與發育及腦分化相關的基因家族、發展調節腦發育和分化的技術手段，促進人類大腦健康發育和防止發育異常，控制人腦衰老），神經性精神性疾病的康復和預防（藥物成癮性、修復受損腦組織、單內因性疾病的發病機制、神經組織移植和基因療法，老年性痴呆、帕金森氏病、精神分裂症的治療和預防的方法）。
擴充套件資料：腦科學研究的相關情況：1、突觸前細胞產生的衝動，通過釋放神經遞質作用於突觸後細胞膜位點上的特異性受體，從而引起後一細胞興奮性的改變。2、受體由蛋白質分子組成，與神經遞質分子結合後，控制神經細胞的離子通道開閉，（直接或經由第二信使間接），調製後一細胞的輸出，實現神經元整合作用。3、神經調質間接地經由一系列生物化學過程來調製突觸後神經元的活動，其作用起始時間較慢，持續時間較長。神經遞質和調質分佈在特定的神經通路或核團裡，因此神經系統同時依靠神經迴路和化學調製兩種形式進行資訊處理。
為闡明腦功能。日本在1996年制定為期二十年的“腦科學時代——腦科學研究推進計劃”，闡明產生感知、情感和意識的腦區結構和功能（功能定位、認知、運動、情感、學習，思維、直覺、自我意識）。
闡明腦通訊功能（語言資訊在腦神經網路中表達的機制，人類獲得語言能力的過程、語言、思想和智力之間的關係）。
腦科學研究的相關情況：1、突觸前細胞產生的脈衝通過向突觸後膜部位的特定受體釋放神經遞質，引起突觸後細胞的興奮性變化。2、受體是由蛋白質分子與神經遞質分子結合控制神經細胞中離子通道的開啟和關閉（直接或間接通過第二信使），並調節後一細胞的輸出，實現神經元整合。3、神經調節作用通過一系列的生化過程間接地調節突觸後神經元的活動，其作用開始緩慢，持續時間長。神經遞質和調節劑分佈在特定的神經通路或核中，因此神經系統依賴神經迴路和化學調製來進行資訊處理。
為闡明腦功能。日本在1996年制定為期二十年的“腦科學時代——腦科學研究推進計劃”，闡明產生感知、情感和意識的腦區結構和功能（功能定位、認知、運動、情感、學習，思維、直覺、自我意識）；闡明腦通訊功能（語言資訊在腦神經網路中表達的機制，人類獲得語言能力的過程、語言、思想和智力之間的關係）。
控制腦發育和衰老過程（識別與發育及腦分化相關的基因家族、發展調節腦發育和分化的技術手段，促進人類大腦健康發育和防止發育異常，控制人腦衰老）。
神經性精神性疾病的康復和預防（藥物成癮性、修復受損腦組織、單內因性疾病的發病機制、神經組織移植和基因療法，老年性痴呆、帕金森氏病、精神分裂症的治療和預防的方法）。大腦半球的分工與協同大腦兩個半球具有功能分工的特性，兩半球對語言和非語言刺激的視、聽誘發電位存在著差異，並且這種誘發電位大多是某種心理功能而不是刺激本身引起的。與語言有關的實驗發現，右側半球比左側半球呈現較少的誘發電位。隨著臨床認識的提高和經典心理學的發展，大腦功能一側化的概念逐漸被兩側大腦半球協同的觀點代替，認為兩側大腦半球協同活動是完成心理活動的基礎。
腦科學狹義上指神經科學，是為了瞭解神經系統內分子水平、細胞水平、細胞間的變化過程，以及變化過程在中樞功能控制系統內的整合作用而進行的研究。廣義上，腦科學是指研究腦的結構和功能的科學，包括認知神經科學等。
1、基礎神經科學：側重基礎理論– 神經生物學：研究人和動物的神經系統的結構與功能、及其相互關係的科學，是在分子水平上、細胞水平上、神經網路或迴路水平上乃至系統和整體水平上闡明神經系統特別是腦的物質的、能量的、資訊的基本活動規律的科學。
(認識腦)由六個研究分支：分子神經生物學（化學物質）、細胞神經生物學（細胞、亞細胞）、系統神經生物學、行為神經生物學（學習記憶、情感、睡眠、覺醒等）、發育神經生物學、比較神經生物學– 計算神經科學：應用數學理論和計算機模擬方法來研究腦功能的學科。
我們的大腦是如何工作的？我們的大腦包含一千億個神經細胞，它們通過我們的神經系統向我們身體的各個部位傳送和接收訊號（或資訊）。這些細胞或神經元將資訊從我們的大腦傳遞到我們的主要器官和感官。
它們共同負責協調呼吸、思想、情緒、心率和肌肉運動等重要功能。
我們的神經受到任何損傷都會極大地改變我們的生活質量——無論是身體上還是精神上。神經系統問題可能會隨著功能的逐漸喪失（退行性）而緩慢發生，也可能是突然的並危及生命（急性）。由病症、疾病或損傷引起的症狀從輕微到嚴重不等。當問題發生時，重要的是要了解它發生的位置以及它如何影響我們的身心。
問題的位置很關鍵，因為大腦的不同部分控制著我們的不同部分。大腦控制著更高階的功能，如觸覺、聽覺、語言、推理、情緒和學習。小腦協調肌肉運動、姿勢和平衡。
腦幹執行許多自動功能，例如呼吸、睡眠週期、打噴嚏和消化。為了找出導致這些症狀的原因，我們求助於腦科學。大腦科學——就像大腦本身一樣——是複雜的。
腦科學 - 或神經科學 - 研究大腦的結構並繪製每個獨立神經元的運作方式。科學家們使用成像來檢查學習、衰老和疾病如何從物理上改變我們的大腦。然而，腦科學的進展相對較新。
隨著我們對複雜行為與大腦活動之間關係的理解不斷加深，出現了一個新的研究和專業領域，稱為“認知神經科學”——腦科學和精神病學的結合。通過接受精神病學和神經行為科學之間的這種聯絡，我們能夠更準確地診斷和治療患有各種影響大腦的疾病的患者。由於研究人員和對大腦研究的更多支援，腦科學在神經技術方面取得了巨大進步，包括腦成像、藥物、癌症掃描、中風康復等等。該領域增加了我們的理解深度，包括大腦如何影響生活方式和個性。
現代科學現在可以幫助控制抑鬱症、改善運動協調性、減輕幻覺痛覺等等。神經科學神經科學（英語：Neuroscience），又稱神經生物學，是專門研究神經系統的結構、機能、發育、演化、遺傳學、生物化學、生理學、藥理學及病理學的一門科學。對行為及學習的研究都是神經科學的分支。對人腦研究是個跨領域的範疇，當中涉及分子層面、細胞層面、神經小組、大型神經系統，如視覺神經系統、腦幹、大腦皮質。
最高層次的研究是結合認知科學成為認知神經科學，其專家被稱為認知心理學家。一些研究人員相信認知神經科學提供對思維及知覺的全面瞭解，甚至可以代替心理學。神經科學致力於科學地研究神經系統。儘管神經科學學會成立於1969年，但是對於大腦的研究很早就已經開始。
傳統的神經科學是生物科學的一個分支。其研究範圍包括對神經系統的結構，功能，進化史，發育，遺傳，生理學，藥理學和病理學研究，近年來神經科學的研究深度有了突破性成長，開始與其他學科有了越來越多的交叉與融合，如認知和神經心理學、精神疾病學、電腦科學、生物資訊學、計算神經生物學、統計學、物理學、生物化學、犯罪學、醫學科學和哲學陸續加入研究行列。
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