如果有人问，人脑如何产生人的智能？同样是由蛋白质等生物大分子组成的物质，唯独神经细胞不仅产生物理、化学的反应，还产生精神（spirit），这是为什么？
本书一开头就指出：“从哲学观点看问题，如果与其他身体器官相比较，脑是一个特殊的器官，它本身是一个物理结构，但此结构又与神智相关……即使到了今天的神经科学水平，关于脑的机制如何能够产生意识和思想仍然不清楚。”（见1.1.2）
神智功能怎样由脑活动产生，这件事如同可感受的特性（qualia）是怎么产生的，知觉能力（sentience）是怎么产生的一样，是一个“硬”问题。它涉及客观活动能否及如何转变为主观意识的问题。
我们试探性地提出以下两点：①作为神智功能基础的电活动，应当包括神经慢活动的形式在内；②作为神智功能基础的物质运动形式，可能还有电活动以外的形式，我们在此试探性地提出机械的、力学性质的活动形式。
虽然是“硬”问题，我们还是试图分析它，但最好选择基本而简单的神智问题，具体地说，如意识、觉察等。有的学者就提出了“意识的神经相关”（NCC）、“知觉或感觉的内部代表”（internal representation）等看法。这样就绕开了哲学问题上的分歧和争论，而仅在科学讨论的层面上进行分析和讨论。我们可以按照思考问题的逻辑次序，进行某些表述或提出某些问题。
认为神智活动是一种电活动，有其深刻的历史和理论根源。脑电与神智的关系牵动着神经科学家、媒体和大众的关注［40］。
从生物进化看，有学者认为，多细胞生物心理学的基础就是细胞膜的兴奋性。例如N. D. Cook等认为，具有兴奋功能的细胞膜几乎只存在于动物，可兴奋细胞的功能是动物对外界刺激作出反应的基础，即所谓“知觉能力”（sentience）和“兴奋性”（irritability）的基础。正是在此基础上，才产生了动物的知觉、认知和运动活动［41］。
从生物电理论的历史发展看，自古以来对脑功能活动的性质曾有过种种考虑。在古埃及、古希腊时代，人们认为脑活动是一种“精神”、“气”、“微颗粒”的活动［3］。
到了16、17世纪，在生物电理论尚未出现之前，笛卡尔的“动物精灵”模型中曾用类似液体流动来解释神智［4］，T. Willis、P. Gassendi、牛顿等人都考虑过用机械振动来解释“动物精灵”［42］。
伽伐尼在1791和1797年的实验开创了生物电理论，1849年亥姆霍兹测定了神经传导速度。这些实验表明，以前被看作非物质活动的神经现象，现在可以精确地用物理学仪器来测量了，它是一种电活动［3,4］。在这样的学术背景之下，学者们可能认为，神智活动就是一种电活动。其实不全然如此！
有一点似乎是不能怀疑的，因为我们的出发点就是，神智功能是由脑负责的，脑是一群细胞的集合体，是有生命的物质。这里所谓的“细胞代谢活动”包含了活细胞的全部活动。
1929年Berger记录了人脑电波。种种证据表明，电活动是脑活动的基本和关键形式，当脑电波变成平坦和消失的时候，往往意味着生命的终止、死亡的到来。由此看来，上述命题看来是可以接受的，（自发或诱发的）脑电活动是神智功能的基础。
自从生物电理论问世以来，以后又有了卡哈尔的神经元理论，谢灵顿的反射分析和突触假说，戴尔、O. Loewi、埃克尔斯的化学传递学说。以快速反应为特点的反射活动得到了充分研究。人们有时候会误认为，似乎脑的一切活动都是以这种快速电活动为基础的。但这种结论性见解未免过于简单化。如前所述，至少应该把神经调制作用包括进去，特别是把神经元的细胞周围调制作用包括进去。
但能否说，电活动是脑神智活动的唯一形式，那就不一定！
我们说，脑电活动并非脑活动的全部，之所以提出这样一个命题，其主要根据之一是：脑电活动所消耗能量仅占脑全部代谢活动消耗能量的一部分。
历史上有很长一段时间曾经认为，“精神”活动就是一种电活动。但脑的电活动就是脑功能的全部吗？脑的电活动是脑功能的唯一“代表”或“相关”吗？这里要提防把问题看得太简单了。
脑的电活动包括神经动作电位、突触电位以及参与脑电节律形成的其他种种电活动，它的基础就是神经传导、突触传递、神经元的调制。上面的问题实际上就是问：已知的脑电活动是否已经包容了脑活动的全部，脑电活动是否就是脑的全部代谢活动？回答是否定的。
自从脑功能成像技术得到应用以来，人们有可能分析、考虑脑的代谢活动与脑电活动之间的关系和区别。近代脑功能成像有两种方法——PET和fMRI，它们所检测的都不是电活动，而是脑的局部代谢活动。我们知道，代谢活动反映脑代谢所消耗的ATP量，而脑功能成像方法所提供的是为脑局部代谢活动提供血液供应的局部血液氧饱和度变化，即BOLD信号。要把BOLD信号与产生所有已知脑电活动所需能量的量加以比较，并说明两者是相等或不相等，这在实验上并没有完全解决，还存在困难［36］。另外前已述及，从原理上讲，功能性成像既可以测量瞬间效应，即外界刺激所引起的对于神经元电活动的影响，也可以监测更长时间的持续效应，即影响神经元活动的各种生物化学变化（见第10章）［43］。
如果我们同意，电活动不是脑活动的唯一形式，那么，还有哪种形式的物质运动是脑功能的基础呢？
如今到了21世纪，再次回顾脑功能的物理基础是什么的问题时，我们应当深思，除了电以外的各种物质运动形式——机械力、声、光、辐射等。在其中，机械力是一个应该加以考虑的物质运动形式。
基于以上原因，我们提出了脑的机械或力学过程可能参与脑功能的问题。本书第9章介绍了“力学神经生物学”的进展与问题，就是希望引起关注与讨论。细胞的机械动作可以影响脑功能，对此现在已经知道了不少例子（见9.6）。
在考虑机械动作可以影响脑功能的同时，笔者也提出了脑功能活动中所展现的一些机械活动的事实。由此推断，有非电形式的脑活动参与脑的调节功能及神智功能的可能性。我们介绍了神经轴突在传导冲动时有机械变形的事实；催产素（OT）导致下丘脑神经元形态可塑性的事实——即在特定情况下，下丘脑的胶质细胞回缩，出现神经元的机械位移（见9.7）。
在讨论神智是神经细胞电活动和/或机械活动产物的时候，实际上是提出了令人感兴趣的命题：
神智是由于脑内的电活动引起的。那就是说，有一个什么东西“电”了一下你的脑，你就产生神智了！
神智是由于脑内的机械活动引起的。那就是说，有一个什么东西“牵拉”了一下你的脑，你就产生神智了！
神智是由于脑内的电活动和机械活动联合引起的。那就是说，有一些什么东西，既“电”了一下你的脑，又“牵拉”了一下你的脑，你就产生神智了！
事情会是这样的吗？
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