自古以來，人們就對自己怎么會有一個內(nèi)心世界，為何會有知覺與記憶，怎么會有七情六欲，如何能與他人心意相通，怎樣知道自我……感到無比好奇。無數(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，人們只能靠內(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，古人缺乏科學(xué)的觀察手段，更不知道主動設(shè)計實驗去檢驗自己的猜想，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)興時期，科學(xué)實驗的方法成為科學(xué)研究的主流，科學(xué)家才開始通過實驗來研究腦，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)對觀察和實驗結(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)展主要是由問題驅(qū)動的，人們試圖回答前面所講的種種問題；但是能不能回答這些問題，則取決于有沒有合適的研究手段可以用來發(fā)現(xiàn)事實和檢驗猜想。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)及運用才是其取得飛躍的前提條件。在本書中我們會看到，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，推動了卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal）提出神經(jīng)元學(xué)說，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)，使研究腦機制的分子機制成為可能；腦成像技術(shù)的發(fā)展則是認知神經(jīng)科學(xué)誕生的前提；計算機技術(shù)的發(fā)展則使計算神經(jīng)科學(xué)得以蓬勃發(fā)展；等等。未來的腦科學(xué)革命很可能也是以新技術(shù)的開發(fā)為前導(dǎo)。所以，像美國腦計劃這樣的超大型計劃在階段把完善現(xiàn)有技術(shù)和開發(fā)新技術(shù)作為重點，也就不足為奇了。
不過，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，把正確的技術(shù)用在正確的問題上，再通過實踐加以檢驗。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）錯了，打破了統(tǒng)治歐洲十幾個世紀(jì)的蓋侖學(xué)說；再如，卡哈爾通過大量觀察和種種間接證據(jù)提出神經(jīng)元學(xué)說，打破了此前占統(tǒng)治地位的認為神經(jīng)系統(tǒng)是一張網(wǎng)的錯誤認識。勒維（Otto Loewi）則以一個實驗提出神經(jīng)細胞是通過釋放化學(xué)物質(zhì)對其他組織起作用的假說，打破了之前普遍接受的火花（電）學(xué)說，如此等等。
無論是新技術(shù)的發(fā)明者，還是新思想及新假說的提出者，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，憑借其無窮的好奇心、不折不撓的毅力、對認定目標(biāo)的執(zhí)著和廣博的知識，披荊斬棘，才使我們對腦科學(xué)有了一定程度上的認識。他們的杰出貢獻與奮斗故事亦匯聚成人們不斷認識腦與心智發(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。