本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
你正坐在外面，在Facebook上釋出美好一天的照片，這時一股氣味撲面而來。一種辛辣、乳酪味、烤肉味的美味，只能意味著一件事：一輛墨西哥捲餅車就在附近。像獵犬一樣，你開始搜尋午餐。一頓即將到來的墨西哥美食將很快滿足你突然咕咕叫的肚子。你終於到了，勇敢地排著彎彎曲曲的隊，點餐並用五美元鈔票換來可能是你一生中最好的捲餅。但是，如果你排到隊伍前面時，你只有一張信用卡，而只收現金的餐車把你拒之門外呢？這種情況中只要一步走錯，你就會度過一個沒有捲餅的下午，變得脾氣暴躁、飢腸轆轆。
神經科學家經常思考類似的問題。不是關於捲餅，而是關於動作電位序列的改變如何導致結果的變化。細胞活動如何使大腦做出決定或制定下一步要做什麼？你的想法與你的行為之間有什麼關係？
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一個神經元發出脈衝，沿著其軸突發送動作電位，由其訊號通路下游的其他細胞的樹突接收。繪製這些通路使我們能夠破譯大腦中的因果資訊流，如果我們想了解諸如記憶形成或智力之類的神經學基礎，這將非常有用。
似乎還不夠複雜，大腦不是一個統一的單一器官。其中有許多子結構。例如，海馬體在記憶形成中起著主要作用，而丘腦則幫助大腦處理大量的感官資訊。每個結構在大腦的整體功能中都有其自身的作用。它們的差異部分在於細胞型別的獨特排列和功能活動，這些細胞型別將脈衝投射到大腦的其他部分並接收來自大腦其他部分的脈衝。我們認識到這些通路是神經功能的核心；然而，關於它們詳細的組成知之甚少。
部分原因是神經元很小——數百個神經元才能排滿一根人類頭髮的尖端。這使得它們難以觀察和測量。這就是神經技術發揮作用的地方。微電極記錄裝置使研究人員能夠在行為過程中監測大腦不同部位數百個神經元的單細胞解析度活動。
行為包括我們可能不會想到的事情，例如睡眠。在夜晚，大腦會重播一天的記憶，並將其中一些記憶鞏固到大腦的長期檔案中。在隨後的幾天、幾周甚至幾年中，大腦可以改變這些記憶。研究表明，記憶修改發生在細胞精度的腦深處，這意味著規模化的單神經元解析度監測有望闡明保留和維護知識的機制。
大腦的功能遠不止思考。走路或拿手機是我們大多數人每天都在做並且習以為常的事情。但是，神經通路中的一步中斷就足以阻止其功能。以伊恩·伯克哈特為例。2010年，他摔斷了脖子。23歲的他，現在是四肢癱瘓——暫時是這樣。俄亥俄州立大學的研究人員成功地將神經假體微電極植入伊恩的大腦，讓他可以透過思考移動他的手臂。神經技術要多久才能讓截癱患者再次行走？
請關注下週的麻省理工神經技術，我們將探討微流體技術如何闡明癌症的分子基礎。
編者注：這是關於新興神經技術系列的第三部分。加入麻省理工學院的12名博士生的試點班，我們將探索神經科學如何徹底改變我們對大腦的理解。每篇文章都與麻省理工學院的講座和實驗室參觀相對應，該講座和實驗室參觀由神經生物工程中心建立。這項實驗由MITx支援，並由EyeWire建立。