科学家、作家里奥·沃特森说过：“如果大脑像我们理解得那么简单，人类会不可思议的简单，但这是不可能的。”混沌的数以亿计的电脉冲神经元网络困扰了科学家几个世纪，然而，在过去10年中，我们对这个神秘的器官有着爆炸性的理解，诊断技术和分子生物学技术的惊人进步，已经向人们展示了大脑的复杂性。《科学美国人》“思维频道”曾回顾、梳理了十项大脑研究领域的重大成就及各自的意义和贡献。
1、神经遗传学
诊断神经系统疾病仅仅开始于20年前，医生需要进行昂贵的或者侵入性的治疗程序，比如脑部扫描、脊椎穿刺或者活组织检查等。有遗传性疾病的儿童的父母经常担心，下一个孩子是否也会有相同的遗传异常。
如今，许多这样的评估包括选择退化疾病、癫痫症和运动障碍等，都可以用快速简便的血液测试进行诊断。这些评估得益于人类基因组计划，该计划在2001年完成基因测序并绘制了人类基因图谱，测序技术允许科学家帮助公众提升对神经和精神疾病遗传途径的理解。
2、大脑地图
慈善家保罗·艾伦聚集了一批专家，于2003年成立了艾伦脑科学研究所，总部设在西雅图。
该组织开始绘制老鼠大脑中的区域基因活性，并将结果汇集到在线数据库或在线图谱，免费的、全面的基因活性图谱能帮助研究者驱动小鼠表达出特定细胞类型，或发现与某些疾病或行为相关的基因。目前，该研究所继续建设图谱，近期启动了一个十年计划，该计划不仅能检验特殊基因表达活性的位置，还能测试那些基因回路如何将大量信息流加工后输入大脑。
3、可塑的大脑
长久以来，科学家认为成人的大脑是一个相对静态的器官；大约15年前，他们认为大脑在婴儿期和儿童期是高度可塑的但此后难以改变了。如今，标记细胞使其发出荧光的新方法让观察学习新信息时的大脑成为可能。
4、知道我们的位置
科学家一直在寻找我们与生俱来的从一个地方到另一个地方的导航能力。1971年英国伦敦大学的约翰·奥基夫迈出了破译它的第一步——他发现当动物在一个特定位置时，一种“位置细胞”神经元能发光。这种细胞位于海马区，这一区域是大脑储存记忆的重要位置，看起来解释了我们的空间推理能力。
2005年，来自挪威大学科技学院的科学家夫妇梅-布里特和爱德华·莫泽增加了一项新的发现：在附近的内嗅皮层存在的“网格细胞”。当啮齿动物在一个盒子周围运动的时候，通过检测个体脑细胞的电活动，他们确定了有一种网格状模式存在的细胞类别，能够跟踪动物的新位置。这种“网格细胞”与“位置细胞”共同作用，能告诉动物它们位于何处。
5、关于记忆的趣事
大脑最神秘之处在于，我们一直无法确定究竟什么是记忆，也就是说，神经回路究竟如何储存一个特定往事。在过去的十年中，我们获知了有关记忆局限的很多知识。我们的意识设置和个人情感，能够影响到我们重视并记住的往事。科学家正在摆弄一些实验用的化学物品，一旦注射，能干扰记忆形成的蛋白质并清除特定的不良感受，比如瘾君子对毒品的渴望。
研究人员甚至已经能够戏弄老鼠，使其形成完全错误的记忆。记忆的形成和回忆是一个不断发展的、积极的和可塑的过程，很多不同的大脑区域共同工作，科学家刚开始将他们综合研究，研究它们究竟是如何拼凑成如此精密机器的。
6、治疗方法的进展
一连串针对意识—身体连接的治疗技术在过去十年得到关注。特别值得注意的是认知行为疗法（CBT），这种谈话治疗能检验一个人的想法和感受如何影响行为，然后介绍一些阻止不良想法的策略。
马里兰大学临床心理学家玛丽·阿佛德说，认知行为疗法最初在上世纪六七十年代出现的时候，通常主要用来治疗恐惧症和焦虑症。从那之后的十年中，认知行为疗法被扩展到更广泛的严重疾病。2012年对100个研究进行的数据分析报告发现，认知行为疗法不仅对焦虑症达到科学合理的战略治疗，还能应对贪食症、愤怒、压力和心理疾病导致的疼痛。
7、光遗传学技术的撬动
当斯坦福科学家在2005年展示了一项能用光控制单个神经元开关的技术时，所有人都被震惊了。在光遗传学标准以前，激活和沉默神经网络的方法比较粗糙。“你并不知道你在刺激哪些细胞。”他解释说。比如说，为了探测究竟哪些特定系列的神经帮助老鼠在迷宫中导航，科学家在大脑组织中插入电极片，并同时刺激数以千计的神经元。现在科学家能够将光敏分子塞入特定的大脑细胞，来控制那些被选出来的神经类型或网络。闪亮的光能让那些神经元或多或少地活动，并能标示它们在行为或疾病中的特殊作用。
8、胶质细胞的新角色
胶质细胞的口碑不佳。它们并不像神经元那样传递电信号，一个世纪以来科学家忽略了大量存在的这类大脑细胞，只将它们当作维护日常工作的包裹物质来对待。新的成像方法最终为科学家进一步探索这些大脑细胞创造了机会，他们发现神经胶质对于包括记忆和学习能力在内的大脑核心功能起到了关键作用。
9、神经植入装置
当损伤、疾病或中风损伤了大脑的重要组成部分，神经植入可能成为重置丢失功能的唯一选择。上世纪八十年代，人工耳蜗装置的植入成功，第一次让大脑植入装置获得了更广泛的使用。现在，一个视网膜植入工程承诺，要像人工耳蜗植入为数百万人带去听力那样，为人类带来视觉享受。2011年第一个人工视网膜警惕植入通过了临床试验，并于2013年上市，为退行性眼病患者带来福音。
其他的植入治疗，比如深脑刺激和迷走神经刺激术等，为其他顽固性大脑障碍如帕金森和癫痫的病人带来希望。最近研究者探索将这些技术应用于重症抑郁症、强迫性神经官能症、成瘾痛苦治疗中。
10、决策制定
作出选择可能是一个包含焦虑在内的努力过程。有些时候，简单的比如早晨起来选择穿什么衣服的行为都会让一个人陷入困境。在过去的十年中，很多书籍和数以百计的研究文章试图弄清影响我们作出决定的因素，但是到目前为止，还没有比心理学家和诺贝尔奖得主丹尼尔·卡尼曼2011年发表的《快思慢想》更有影响力。
他通过数十年对认知偏差的工作，总结并推广了这样一个概念——人类的大脑在确定行动方针时具有两种不同的工作机制：自动的、无意识的思考方式被称作“系统1”，另一个更深思熟虑的方式被称为“系统2”。系统1能像从超速行驶的摩托车上跳出来那样快速反应，而系统2则帮我们解决复杂的数学或倒数字母表那样的问题。
