物理世界的結構具有層次性。物理世界中有輕子、夸克等粒子，夸克和膠子組成核子（質子和中子），核子組成原子核，原子核和電子組成原子，原子形成分子，再到大分子，到宏觀的物理世界，甚至宇宙，這就是無生命的物理世界的層次性。物理學在研究某一個物質層次時往往忽略比它更小的層次，比如說對超導體的研究就不涉及對原子核反應的研究，但物理世界的這些層次又是統(tǒng)一的。
正像物理世界具有許多層次那樣，腦的結構和功能也具有許多層次。心理科學和神經(jīng)科學研究腦的結構和功能，涉及從分子到行為的許多層次。分子指生物體內，特別是腦內的分子；行為指個體的各種反應、動作和活動。
從分子到行為，存在哪些不同的層次呢?從生物學角度來看，大腦有組織結構和功能分工。在宏觀方面，我們對腦的組織結構已經(jīng)認識得很清楚了。在微觀方面，基因、各種蛋白質分子，與其他生物分子一道組成了神經(jīng)細胞（神經(jīng)元和膠質細胞）。神經(jīng)元又通過突觸形成連接，組成回路，進而按一定的分類組成不同的亞區(qū)，*終形成宏觀的腦區(qū)，如大腦皮層、中腦、丘腦，以及腦干、脊髓等。
腦的結構與功能是相輔相成的，結構是功能的基礎。神經(jīng)元和神經(jīng)回路結構和功能的多樣性以及它們之間復雜的聯(lián)系導致了腦功能的復雜性�？梢韵胂�，神經(jīng)系統(tǒng)是一個非常復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)，在結構和功能兩個層面都可以不斷地分為次級系統(tǒng)，各個次級系統(tǒng)之間有復雜的聯(lián)系和相互作用。隨著系統(tǒng)復雜性的提高，功能的復雜性也增加，并在一定條件下實現(xiàn)某種質的飛躍，如出現(xiàn)人類高級精神活動。神經(jīng)系統(tǒng)的高級功能是通過腦內網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)的。在這個意義上，分子和
細胞的功能可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)導致心理過程。
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