在漫長的生物進化中，我們的祖先通過勞動、使用工具、創造語言等長期智慧進化，給了我們一個智慧的大腦，使得現代的人類越來越能按照自己的意願認識和改造世界。
今天，人類的生命活動越來越高端複雜，如網絡互聯、虛擬現實、計算機仿真、人工生命......等等，人類智慧不斷從一個層次向更高層次飛躍。大腦是以怎樣的方式來運行人類那些精細、複雜、高端的生命活動的呢？這一奧秘是科學家們一個世紀以來孜孜不倦的探索。
想象一下我們平日生活中完成家務的那些經歷，可以一邊操作一邊閒聊，可以思考上一個工作與下一個工作的銜接，也可以同時聽聽音樂。多樣工作居然可以輕鬆、隨意、有條不紊。實際上，我們完成這些工作的每一個動作都需要大腦同時接受多方複雜的刺激信息，需要對諸多信息進行編碼處理，之後下發指令支配運動效應器。這可能需要大腦多箇中心同時工作，並且有相互的配合和協調，以及完成某些工作的自然連接。這一看似簡單平淡的日常工作，卻涉及大腦一系列檢索、提取記憶、編碼整合信息、傳出衝動的複雜運作過程。
下面，我們可以通過對大腦的認知能力、認知過程以及大腦信息處理的學習來理解大腦的工作方式。
人類大腦有強大的認知功能 人的視、聽、嗅、味等感官受到外界信息刺激會產生神經衝動，大腦能對感官傳入的信息進行組織和分辨，並賦予整體意義的加工，客觀事物外部的各種屬性便在人腦綜合起來，形成一個完整的印象，也即形成一個事物的感性認識。感性認識的事物可以暫時或持久地保持在記憶中，在特定刺激消失後，通過回憶可再現出來。
感性認識以客觀事物為對象，常帶主觀色彩，需要大腦進一步加工整理，通過分析、比較、綜合、抽象、概括、判斷、推理的思維過程，揭示出客觀事物的本質屬性、特徵和內部聯繫，得到對客觀實事物的理性認識。
就是這樣，人類在認識世界的實踐中，大腦憑藉感官不斷獲得大量客觀事物的信息，加之學習獲得的間接知識而積累大量經驗，這些信息經過編碼存入記憶，形成人腦巨大的信息庫。並且隨著認識的發展和時間的變遷，信息得到不斷的更新和補充，成為人一切生命活動思想和方法的依據。在需要使用的時候，信息可隨時檢索、提取和再現。
人類大腦有超強的信息處理能力 人做每一件事都需要使用大腦信息庫中的經驗信息，並需要對多種經驗的準確性和適宜性做對比選取，這中間所有複雜的檢索、編碼和再現，大腦都能在瞬間完成，並且可以做隨時的變更。
人的大腦約有1000億神經細胞，每個神經細胞有5000~10000個突觸，每個突觸可以和約1000個神經細胞相聯繫，眾多的神經元按著某種方式互相連接形成人腦內部的生理神經網絡，是人體腦內結構複雜的信息處理中心，其運算速度可達到每秒鐘數億次，這是大腦超強信息處理能力的物質基礎。並且，當大腦一個神經指令發生後，它的傳導路線、方向、目的都可以隨即進行臨時改變，其中每一條路徑選擇都有極其複雜又相對穩定的程式來控制，一旦遇到錯誤，能再返回大腦中重新設計更換程序。
近年，為揭示人腦處理信息的方式，科學家們正在試圖使用人工神經網絡來模擬真實人腦神經網絡結構功能以及若干基本特徵。人工神經網絡具有自適應、自組織、和自學習的特點，目前已出現有Mp-模型、多層網絡模型、Hopfield神經網絡等人工網絡，希望不久的將來人類終將揭開大腦的奧秘。
