神经元细胞的结构与功能
神经元是大脑中最基本的单个工作单位，它们通过扩散和指向性传递方式传递信号。每个神经元都有一个细胞体、多条树突以及一根轴突。细胞体是神经元核区，负责合成和存储蛋白质；树突则负责接收来自其他神经元或感受器的输入信号，而轴突则负责将这些信息转送到下一个连接点。
信号传递过程
当接受到刺激后，神经膜电位会迅速上升至阈值，这时称为兴奋 потен셜。如果这个潜在产生了足够大的兴奋电位，就会触发动作电位。这是一个全方位、快速且可逆地改变电流方向的过程，使得离子通道打开，从而导致沿着轴突形成动作电波，最终达到终末端，并释放化学物质——神经营养因子（neurotransmitter），以此形式影响下游的一系列其他神经元。
神经营养因子的作用
这些化学物质在不同的结合部（synapses）之间进行交流，将从前一组连结中的信息转化为后一组可以理解并处理的格式。它们通过与特定的受体结合来执行多种功能，如增强或抑制信号传导，甚至参与情绪调节、记忆形成等复杂心理活动。在某些情况下，当化学物质无法被有效清除时，它们可能就成为引起疾病如帕金森病等中枢性疾病的一个关键因素。
强化学习机制
在动物行为学中，强化学习是一种重要的心理过程，其中基于奖励或惩罚来调整行为模式。当一个行动带来了积极结果时，比如食物或者社会认可，那么它更有可能被重复；反之，如果行动导致负面效果，那么它就会减少发生频率。这整个过程都是由数以百万计的人类大脑中的亿万个小型计算单元共同完成，每个计算单元在其相应区域内对相关经验做出评估，并据此调整自己的行为策略。
认知功能与疾病研究
大量关于如何维持高效的大脑运作，以及当这种运作失去平衡时造成的问题，如阿尔茨海默症、Parkinson's disease, depression, anxiety disorder等，这些都成了现代医学领域不断探索的话题。研究人员正在努力揭示哪些分子机制控制了记忆保留和损失，以及哪些介于健康与精神障碍之间的小变化最先出现，以便开发新的治疗方法。此外，对于如何促进大脑自我修复能力，也正逐渐展现出其巨大的潜力和重要性。