前脑与最高级的智力功能--思维、计划、解题等有关。基底神经节和皮质的一些部分调节情绪，并与记忆和运动的某些方面有关。
脑的一个重要的特征是，它的不同区域出现功能的专门化。这些功能中有一些是所有神经系统共有的，最明显的是对感觉的分析和运动的控制。例如，对视觉信息的分析集中于大脑皮质枕叶，对听觉信息的分析主要在大脑皮质颞叶进行，而对运动的控制则是由大脑皮质的另一部分--运动区来实现。此外，人脑具有其特有的高级功能，最突出的例子是语言。这些高级功能中至少有一部分也是由专门化的神经元网络所控制的。
大脑半球包括核心的基底神经节和薄而广泛的一层神经元构成的大脑皮层的灰质。基底神经节在启动与控制运动中起着一个中枢作用。大脑皮层被包裹在有限的颅骨里，它的迂回折叠使神经元的薄层表面积大大增加。这些皮层组织是人脑的进化中最高的发育部分--比大猩猩的要大4倍。它被划分成很多独立的区域，每个分区有其特殊的层次和连接，我们已知很多这些区域，如视觉、听觉和嗅觉医，从皮肤接受的知觉（称躯体觉区）和不同的运动区。从感觉感受器到大脑皮层和从大脑皮层到肌肉的通路是交叉的，所以，身体右边的运动由左边的大脑皮层控制（反之亦然）。同样，身体左边把感觉信号发射到右大脑半球，例如，左耳接收的声音主要传达到右侧大脑皮层。但是大脑两半球的运作不是孤立的，因为左右大脑皮层由一称为胼胝体的大纤维束连接。
1.运动皮层
运动皮层是一薄条组织横跨脑的表面，直接地在躯体皮层前面。这是躯体的一张完整的图像：导致不同的肢体运动的神经细胞（通过在脊髓上与运动神经元的连接）由定位图形安排起来，使用记录电极，发现在这张定位图形上任何一个神经元在相应的肌肉活动大约100毫秒之前表现活跃。运动皮层的编码是一个长期争论的主题--到底是皮层细胞代码为人想要进行的行动，还是单一肌肉必须收缩才使人想要进行的行动被执行，现在看来，这个问题的答案与两者无关，独立的神经元对两者都不编码。神经元编码被使用于整体神经元发放电子信息而至特定的动作。前运动区域在运动皮层前部，它介入行动的计划，在脊髓通路为运动做准备，建立看到运动和了解姿态之间的相关性。猴子的镜面神经元是一个新近的研究发现，它们对猴子看手运动和动物执行同样运动都有反应，镜面神经元对仿效和了解行动起重要的作用。在运动皮层之后的顶叶皮层上，不同的皮层区域与躯体的空间定位、视觉和听觉有关，它们就像拿着我们肢体的图，也有那些有趣之物何在之图。这些区域的损坏，例如脑卒中，会导致错误地拿取物体，甚至忽略或否认我们附近的部分世界，有所谓头顶叶忽视的患者不能察觉物体（通常在他们的左边），更有一些甚至忽略他们自己左边的躯体。
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