大腦(Brain)包括左、右兩個半球及連接兩個半球的中間部分，即第三腦室前 端的終板。大腦半球被覆灰質，稱大腦皮質，其深方為白質，稱為髓質。髓質內 的灰質核團為基底神經節。在大腦兩半球間由巨束纖維—相連。具體內容有大腦 半球各腦葉、大腦皮質功能定位、大腦半球深部結構、大腦半球內白質、嗅腦和 邊緣系統五大部分。人腦是三位一體，由三個不同的腦部結合而成的。位於頂端 的是人類最特殊與發達的大腦神經皮質部分，我們用它來思考、說話、觀看、傾 聽、分析資訊和解決問題。人腦的中央有與「古老哺乳動物」共同的邊緣系統，
主導身體的韻律，控制我們的情緒，應對壓力的能力以及我們的性能力，它在記 憶方面也扮演一個關鍵性的角色。
由結構來分類，大腦可分為下列各區域，如Fig.1-3 所示：
Fig.1-3、大腦的結構圖
大腦皮質(Cerebral cortex)主導人類的思考、自主性運動、語言、推理、知覺 等功能，而"cortex" 這個字在拉丁文中所代表的意思是 "樹皮", 這是因為大腦皮 質是由神經細胞所組成厚約僅2～6 公釐的組織, 左右半球的皮質區是靠胼胝體 互相連接。大腦皮質分為左、右兩半球，左半球控制右邊的身體，右半球控制左 邊的身體，負責左右半球之間訊息的傳遞是中樞神經。
由功能來分類，大腦皮質可分為下列各區域，如 Fig.1-4 所示，而大腦各皮 質區功能如Table 1 所列。
Fig.1-4、大腦皮質區域劃分 Table 1、大腦各皮質區功能
大腦皮質區 功能
前額葉皮質區 (Prefrontal Cortex) 解決問題、情緒 運動聯合區 (Motor Association Cortex) 調控複雜的運動 主要運動皮質區 (Primary Motor Cortex) 啟始自主性運動
主要體覺皮質區 (Primary Somatosensory Cortex) 接收各部位的觸覺資訊 感覺聯合區 (Sensory Association Area) 處理各種感覺訊息 視覺聯合區 (Visual Association Area) 處理複雜的視覺訊號 視覺皮質區 (Visual Cortex) 偵測較為簡單的視訊刺激 韋尼克氏區 (Wernicke's Area) 語言的理解
聽覺聯合區 (Auditory Association Area) 處理複雜的聽覺訊號 聽覺皮質區 (Auditory Cortex) 音質的偵測
布洛卡氏區 (Speech Center (Broca's Area)) 語言的啟始中心
大腦皮層有大量的神經元，這些神經元的活動有某種程度的規律性，因此置
所產生的電場及磁場變化可以在頭皮上加以量測，所得電信號便是腦電波 (electroencephalogram，EEG )。
腦電波的研究已經有相當的成果，目前可將睡眠期間腦電波區分為四種波 段，如表1-1。腦部在清醒與入睡階段所表現出不同的腦波型態，整體上這些型 態可由頻率(frequency)、振幅(amplitude)、和形狀(morphology)進行研判。腦波頻 率可分為4 種不同的波形，有 α 波(8-13 Hz)、β 波(>13 Hz)、θ 波(4-8 Hz)、及 δ 波(<4 Hz)，如 Fig.1-6 所示。
Fig.1-6、四種特徵頻帶的腦電波訊號：δ 、θ、α、β [12]
由於不同的大腦區位在進行不同認知活動時會有不同的活動，所產生的電位 及磁場變化在頭皮上的強度以及分布情形也會有所不同。比較受測者進行不同認 知作業時所伴隨腦電波或腦磁波變化的強度，以及這些變化在頭皮上的分布，可 以知道是否有不同的大腦區位涉入這些認知作業以及其涉入的程度，而後推論進 行該項認知作業時所涉及的認知歷程。腦電波能提供認知活動極佳的時序訊息，
缺點是無法提供精確的腦部區位訊息，所以除了前端訊號擷取，仍需後端處理器
Table 2、腦電波種類 腦波型態 頻段範圍 說明
Alpha (α) 8-13 Hz 一般在正常人清醒並處於安靜、休息狀態的 大腦活動狀態之下，會出現這樣的週期波。
Beta (β ) 13 Hz 以上 在清醒而警覺狀態時，這樣的波段很明顯，
由α 波轉換到 β 波的過程，稱為腦波覺醒。
Theta (θ) 4-8 Hz 主要出現在小孩的頂葉部及額葉部，當成人 情緒受到壓力時也會出現，許多腦疾病患者 可找到θ 波。
Delta (δ ) 低於4 Hz 出現在深度睡眠、嬰兒及有嚴重器官性疾病 患者身上。