自古以來(lái)，人們就對(duì)自己怎么會(huì)有一個(gè)內(nèi)心世界，為何會(huì)有知覺(jué)與記憶，怎么會(huì)有七情六欲，如何能與他人心意相通，怎樣知道自我……感到無(wú)比好奇。無(wú)數(shù)哲人賢士冥思苦想，企圖尋找答案。在古代，科學(xué)和技術(shù)都不發(fā)達(dá)，人們只能靠?jī)?nèi)省和思辨，這自然很難得出正確的回答。比較靠譜的是，觀察腦外傷病人所表現(xiàn)出來(lái)的行為異常，這種方法直到現(xiàn)在依然是啟發(fā)科學(xué)家深入研究腦功能的重要手段。不過(guò)，古人缺乏科學(xué)的觀察手段，更不知道主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)自己的猜想，所以即使有正確的思想火花，也很難區(qū)分它和其他猜想孰是孰非。直到文藝復(fù)興時(shí)期，科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法成為科學(xué)研究的主流，科學(xué)家才開始通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究腦，這是腦研究上的一大飛躍。20世紀(jì)中葉，數(shù)理科學(xué)的蓬勃發(fā)展使腦科學(xué)對(duì)觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果從描述階段提升到理論分析的探索階段，而這則是腦科學(xué)的又一次飛躍。
腦科學(xué)的發(fā)展主要是由問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的，人們?cè)噲D回答前面所講的種種問(wèn)題；但是能不能回答這些問(wèn)題，則取決于有沒(méi)有合適的研究手段可以用來(lái)發(fā)現(xiàn)事實(shí)和檢驗(yàn)猜想。雖然在腦科學(xué)史中很少有人談起新技術(shù)的發(fā)明者及新技術(shù)的影響，但是適于腦研究的新技術(shù)的出現(xiàn)及運(yùn)用才是其取得飛躍的前提條件。在本書中我們會(huì)看到，正是顯微鏡技術(shù)的發(fā)展和高爾基（Gamillo Golgi）發(fā)明的染色法，推動(dòng)了卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal）提出神經(jīng)元學(xué)說(shuō)，奠定了現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)的基礎(chǔ)；放大器和示波器等電子技術(shù)的發(fā)展，催生了電生理學(xué)，使深入研究神經(jīng)系統(tǒng)功能機(jī)制成為可能；20 世紀(jì)下半葉，分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，催生了分子神經(jīng)生物學(xué)，使研究腦機(jī)制的分子機(jī)制成為可能；腦成像技術(shù)的發(fā)展則是認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)誕生的前提；計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展則使計(jì)算神經(jīng)科學(xué)得以蓬勃發(fā)展；等等。未來(lái)的腦科學(xué)革命很可能也是以新技術(shù)的開發(fā)為前導(dǎo)。所以，像美國(guó)腦計(jì)劃這樣的超大型計(jì)劃在階段把完善現(xiàn)有技術(shù)和開發(fā)新技術(shù)作為重點(diǎn)，也就不足為奇了。
不過(guò)，光有技術(shù)并不能自然而然地使腦科學(xué)研究取得突破，要想解決問(wèn)題還需要有科學(xué)家提出真正突破前人窠臼的新思想和假說(shuō)，把正確的技術(shù)用在正確的問(wèn)題上，再通過(guò)實(shí)踐加以檢驗(yàn)。比如，解剖學(xué)家維薩里（Andreas Vesalius）以親手解剖得出的證據(jù)，公開宣布蓋侖（Claudius Galen）錯(cuò)了，打破了統(tǒng)治歐洲十幾個(gè)世紀(jì)的蓋侖學(xué)說(shuō)；再如，卡哈爾通過(guò)大量觀察和種種間接證據(jù)提出神經(jīng)元學(xué)說(shuō)，打破了此前占統(tǒng)治地位的認(rèn)為神經(jīng)系統(tǒng)是一張網(wǎng)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。勒維（Otto Loewi）則以一個(gè)實(shí)驗(yàn)提出神經(jīng)細(xì)胞是通過(guò)釋放化學(xué)物質(zhì)對(duì)其他組織起作用的假說(shuō)，打破了之前普遍接受的火花（電）學(xué)說(shuō)，如此等等。
無(wú)論是新技術(shù)的發(fā)明者，還是新思想及新假說(shuō)的提出者，他們都在腦科學(xué)的發(fā)展歷史中留下了濃墨重彩的一筆。正是這些敢于創(chuàng)新、勇于探索的科學(xué)家們，憑借其無(wú)窮的好奇心、不折不撓的毅力、對(duì)認(rèn)定目標(biāo)的執(zhí)著和廣博的知識(shí)，披荊斬棘，才使我們對(duì)腦科學(xué)有了一定程度上的認(rèn)識(shí)。他們的杰出貢獻(xiàn)與奮斗故事亦匯聚成人們不斷認(rèn)識(shí)腦與心智發(fā)展的洪流。在某種意義上，一部腦科學(xué)的發(fā)展史亦是一部腦科學(xué)家們的奮斗史。