大腦中的一切
當我們的大腦面對新的感官刺激或資訊時，大腦會像照相機膠捲接觸到圖像時一樣。圖像的光線通過鏡頭引起化學反應，使膠捲發生變化，從而獲得照片。
當你看著電腦螢幕或閱讀本書時，螢幕或書頁的光脈衝將通過你眼睛的晶狀體，在視網膜中觸發化學及電學反應。視網膜位於眼睛後面，它可以從晶狀體上接 收圖像，並通過視神經把它們送到大腦。神經遞質通過視神經發送資訊，同時通過複雜的神經元、軸突和樹突網路，直至你意識到螢幕或網頁。所有這一切都發生在非常短的時間內。
圖像的感知可能會引起強烈的情緒反應，喚起被壓抑的記憶，或者簡單地引起自動的身體反應，例如電腦上不斷滾動的頁面。我們每時每刻對環境的反應都會造成非常特殊的化學和電學結果。這些結果塑造了我們的特徵、感知、思考、夢想和行動。雖然最初時間很短，但任何刺激，無論是操作一個新設備，或者只是簡單地 改變自己的慢跑路線，只要重複的次數足夠多，都會在大腦中建立起相應的永久性的神經通路。
大腦在你的頭顱中重約1.36公斤，複雜的大腦組織擁擠在一起，估計有1 000億個細胞。其中心體可控制這些大腦細胞，並構成大腦的灰質，也稱為皮質。皮質是細胞或神經元的外層。每個細胞有延伸部分或電線（軸突）以構成大腦的白質並連接到樹突上，使細胞突觸或連接點互相溝通並接收資訊。
大腦的灰質和白質負責記憶、思考、推理、感覺和肌肉運動。科學家繪製出大腦各個區域，這些區域對應於不同的功能和特定的神經回路。我們所做的以及所體驗的一切事情，均由這些腦區和回路控制，包括戀愛、使用牙線清潔牙齒、讀小說、美好的回憶以及吃一袋堅果。
這些神經元的數量和組織很複雜，它們的連線既龐大又精細。一個普通的大腦，突觸的數量估計達到1 000 000億或10 000 000億個。畢竟大腦經歷了數百萬年的進化，大腦經歷了這麼長時間才發展到這樣複雜的程度，而如今只經歷了一代高科技的大腦進化這麼的顯著。我們正在談論的大腦，其重大變化只是在這幾十年裡發生的，而不是幾千年。
可塑的年輕大腦
在我們大腦裡，建立神經網路的過程始于嬰兒期，並在我們整個生命週期中一直持續著。這些網路或通路為大腦提供外來資料的組織架構。年輕的大腦就像一台新電腦，其中內置了一些基本“程式”，“硬碟驅動器”留有足夠空間以獲得更多資訊。隨著越來越多的資料被輸入“電腦”的“記憶體”，它將發展一條捷徑以訪問這些資訊。電子郵件、文字處理和搜尋引擎程式瞭解使用者的偏好和常輸入的關鍵字。為此，它們發展了捷徑或宏，這樣只用敲一兩個“鍵”就可以完成整個單詞和短語。年輕可塑的大腦發展這些捷徑以獲取資訊，這些捷徑代表所建立的新神經通路。背誦了乘法表的幼兒不再使用較繁複的神經通路來解決數學問題，以前他們通過數手指或在紙上演算來做乘法題，最終他們會學到更有效的捷徑，比如10乘以任何數時，只需要在任何數後添加一個零，還有其他很多這樣的例子。
為了讓我們思考、感受和行動，我們的神經元或腦細胞需要彼此溝通。隨著他們的成熟，神經元生長出豐富的分支或樹突。樹突從周邊腦細胞的軸突接收信號。在發育的早期，人腦細胞的連接或突觸數量達到頂峰。兩歲的嬰兒大腦重量和成人接近，額皮層的突觸密度最高。到了青少年時期，這些突觸減少約60%，在成年時期穩定下來。因為有這麼多潛在的神經連接，我們的大腦已經演化出保護自己免受“過度接線”的能力，保護的方法是通過選擇只允許小部分資訊進入。如果資訊太多，我們的大腦就不能有效地工作。
大量潛在的可用連接使年輕的大腦具有了可塑性。在回應刺激和環境的過程中，大腦可以適應並不斷地變化。可塑性讓未成熟的大腦容易學習新技能，而且比成人大腦具有更高的學習效率，最好的一個例子就是年輕人學習語言的能力。受過良好訓練的成年人仍可以學習新語言，但需要勤奮努力的學習。孩子們更易接受新語言的聲音，並能更快地學習單詞和短語。語言學家研究發現，正常嬰兒區分外語發音的敏銳性在一歲兩個月大的時候開始下降。
研究表明，環境可以塑造大腦的形狀和功能，並且是沒有極限的。我們知道，人類大腦的正常發展，需要在環境刺激和與他人交往之間獲得平衡，如果這些被剝奪的話，則不能正確形成神經放電和腦細胞連接。有一個著名的視覺被剝奪的例子，出生時患有白內障的嬰兒，在前6個月的生活中無法接受準確的空間刺激，如果在這6個月內不及時治療，嬰兒可能永遠無法發育出正常的空間視覺。由於早期視覺腦區還在不斷發展，兒童在七八歲以前，仍然容易受到視覺被剝奪的不利影響。雖然新技術可能對此產生更細微的影響，但它在結構和功能上的影響是意義深遠的，尤其是對於可塑性非常強的年輕大腦。
當然，在我們的大腦發育中，遺傳在發揮作用，我們往往從父母身上遺傳到認知天賦和特徵。在某些家庭的幾代人中，會出現若干音樂、數學或藝術方面的天才。即使是細微的人格特質，也似乎具有遺傳因素。對於同卵雙胞胎，即便一出生便分開，成年後才團聚，我們也會發現他們從事類似的工作，給孩子起了同樣的名字，具有許多相同的品味和愛好，比如收集稀有硬幣或把他們的房屋塗成綠色。
但是，人類基因組，即決定人體的所有基因的總和，並不能操縱一切。人類基因數量比較少，估計只有20 000個，和最終在我們大腦裡發育的數十億突觸相比，這些基因只是很少的一部分。如果不加入其他環境因素，個人遺傳密碼的信息量將不足以描繪出大腦中數十億複雜的神經連接情況。因此，大腦每天所接受的刺激，對決定大腦如何工作起著關鍵的作用。
自然選擇（1）
實質上，進化是由原始的狀態演化到特化的或高級的狀態。當你十幾歲的女兒一邊用新iPod練習上傳，一邊用筆記型電腦即時通信，一邊打手機，一邊複習筆記 時，她的大腦將產生神經遞質，形成新的樹突和突觸，以適應更高級的形態。她的大腦每時每刻都在回應環境的刺激，並發生變化，最終這種進化性的改變將影響到今後幾代人。
達爾文是19世紀時期最有影響力的一位思想家。他解釋了我們的大腦和身體如何通過自然選擇得以進化，這是發生在我們的基因與環境之間的一種複雜的相互作用，達爾文簡單地把它定義為：有利的變異得到保存，有害的變異被淘汰。DNA組成基因，即所有生命的藍圖規定了我們的屬性，就是說它確定我們是否有藍眼睛、棕色毛髮、靈活的關節或完美的音調。基因可以在代與代之間遺傳下去，但後代的DNA會偶然發生錯誤或突變，這些錯誤會導致不同的身體和精神屬性，使某個後代在某些環境中具有優勢。例如，基因突變提高視力敏銳性，為最適應環境的祖先提供必要的優勢，以避開迎面而來的兇猛動物，去捕殺他們的獵物。達爾文優 勝劣汰的理論有助於解釋為什麼那些有遺傳優勢的物種更容易生存、繁衍，並將它們的DNA傳給下一代。DNA突變也有助於解釋為什麼物種在發展中存在巨大的 多樣性。
並不是所有的大腦進化都和生存有關。在發達國家，人們生存的基本條件已經得到改善。例如生活的環境、周邊的雜貨店以及發生緊急狀況時可以撥打的緊急電話。因此，我們的大腦能夠在創新和學術之路上自由前進，實現更高的目標，使我們更享受生活。
有時候，大自然的意外事件會對物種發展產生深遠影響，使其進化過程加快。伊利諾伊大學人類學家斯坦利·安布羅斯（Stanley Ambrose）認為，大約30萬年前，穴居人意識到他可以用手撿起一塊骨頭，把它用做原始的錘子。我們的祖先很快認識到，當另一隻手配合抓緊物件時，該工具更加有效。結果這使我們的祖先發展出左利手或右利手。隨著大腦一側半球的進化，雙手越發靈巧敏捷，另一側半球的語言進化也越來越深入。在現代大腦中， 布羅卡區控制著語言所必需的口腔和面部肌肉運動，位於額葉內。語言區恰好在控制手運動的精細肌肉區的旁邊。
90%的人用右手，他們的布羅卡氏區位于大腦的左半球，左半球控制著右側身體。左撇子們的布羅卡區通常分佈在大腦的右半球。我們當中有些人左右手並用，但是當我們書寫或要精確地抓住工具時，我們會偏好用左手或右手。
自然選擇（2）
除了用手習慣，語言和工具製造的協同進化使大腦產生了其他變化。為了製作更先進的工具，穴居人必須確定目標並做好計畫，例如，要確保抓好原始的矛或刀，並計畫出一系列動作殺死獵物，會產生切割、磨利工具和收集捆綁材料等一系列動作。語言的發展也需要類似複雜的計畫，包括將單詞和短語連成句子，協調舌肌和臉部肌肉的精細運動。人們認為這些過程進一步加快了大腦額葉的發展。
從事功能磁共振成像研究的神經科學家，讓志願人員想像目標，執行輔助任務以實現目標。科學家在額葉的最前部發現了啟動區。額葉區可能和語言與工具同時發展，提高了人類祖先的能力，即在考慮主要目標的時候，也考慮輔助任務。這些成為人類大腦具有計劃和推理能力的基本成分。
數位化時代的今天，大腦和語言在繼續進化。除了電子郵件和即時短信所使用的速記外，全新的詞彙也被創造出來。新詞彙有它們的基礎，即在用手持設備進行通信時，一些單詞和字母的使用受到限制，於是會用標點符號和創意性的字母組合來表示情緒，如∶-)=高興或好情緒或LOL=哈哈大笑，無論我們的溝通是否 包括說話、寫字或只是表情符號，大腦的不同區域將控制並適應各種類型的通信，額葉上的布羅卡區負責口頭或書面語言。然而，日本東京電機大學的神經學家發現，在用功能磁共振成像儀掃描時，當志願者看到表情符號時，其右額下回被啟動，而這個區域是負責非語言溝通的。
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