本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
你正坐在外面，在Facebook上发布美好一天的照片，这时一股气味扑面而来。一种辛辣、奶酪味、烤肉味的美味，只能意味着一件事：一辆墨西哥卷饼车就在附近。像猎犬一样，你开始搜寻午餐。一顿即将到来的墨西哥美食将很快满足你突然咕咕叫的肚子。你终于到了，勇敢地排着弯弯曲曲的队，点餐并用五美元钞票换来可能是你一生中最好的卷饼。但是，如果你排到队伍前面时，你只有一张信用卡，而只收现金的餐车把你拒之门外呢？这种情况中只要一步走错，你就会度过一个没有卷饼的下午，变得脾气暴躁、饥肠辘辘。
神经科学家经常思考类似的问题。不是关于卷饼，而是关于动作电位序列的改变如何导致结果的变化。细胞活动如何使大脑做出决定或制定下一步要做什么？你的想法与你的行为之间有什么关系？
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一个神经元发出脉冲，沿着其轴突发送动作电位，由其信号通路下游的其他细胞的树突接收。绘制这些通路使我们能够破译大脑中的因果信息流，如果我们想了解诸如记忆形成或智力之类的神经学基础，这将非常有用。
似乎还不够复杂，大脑不是一个统一的单一器官。其中有许多子结构。例如，海马体在记忆形成中起着主要作用，而丘脑则帮助大脑处理大量的感官信息。每个结构在大脑的整体功能中都有其自身的作用。它们的差异部分在于细胞类型的独特排列和功能活动，这些细胞类型将脉冲投射到大脑的其他部分并接收来自大脑其他部分的脉冲。我们认识到这些通路是神经功能的核心；然而，关于它们详细的组成知之甚少。
部分原因是神经元很小——数百个神经元才能排满一根人类头发的尖端。这使得它们难以观察和测量。这就是神经技术发挥作用的地方。微电极记录设备使研究人员能够在行为过程中监测大脑不同部位数百个神经元的单细胞分辨率活动。
行为包括我们可能不会想到的事情，例如睡眠。在夜晚，大脑会重播一天的记忆，并将其中一些记忆巩固到大脑的长期档案中。在随后的几天、几周甚至几年中，大脑可以改变这些记忆。研究表明，记忆修改发生在细胞精度的脑深处，这意味着规模化的单神经元分辨率监测有望阐明保留和维护知识的机制。
大脑的功能远不止思考。走路或拿手机是我们大多数人每天都在做并且习以为常的事情。但是，神经通路中的一步中断就足以阻止其功能。以伊恩·伯克哈特为例。2010年，他摔断了脖子。23岁的他，现在是四肢瘫痪——暂时是这样。俄亥俄州立大学的研究人员成功地将神经假体微电极植入伊恩的大脑，让他可以通过思考移动他的手臂。神经技术要多久才能让截瘫患者再次行走？
请关注下周的麻省理工神经技术，我们将探讨微流体技术如何阐明癌症的分子基础。
编者注：这是关于新兴神经技术系列的第三部分。加入麻省理工学院的12名博士生的试点班，我们将探索神经科学如何彻底改变我们对大脑的理解。每篇文章都与麻省理工学院的讲座和实验室参观相对应，该讲座和实验室参观由神经生物工程中心创建。这项实验由MITx支持，并由EyeWire创建。