认知科学（Cognitive Science）是一个新兴的交叉学科，比如University of Arizona就把Cognitive Science安排在Graduate Interdisciplinary Programs中的，它的研究对象就是人本身，譬如人的行动、思考与认知等。一般认为认知科学是语言学、心理学、人工智能、人类学、哲学、神经科学、教育学的交叉学科，因此认知科学的研究方法通常是从交叉学科中的某一科出发，研究认知科学与这一科相关的内容，脑与认知科学就是试图从Neuroscience入手研究认知科学的一个分支。
Cognitive Neuroscience与Neuroscience最大的区别是前者把brain和神经系统当成一个machine，neuroscientist要研究的是给这个machine特定的input后能得到怎么样的output，而后者是从Physiology的角度对神经系统进行研究，主要关注的是生物基础。Cognitive Neuroscience有两大类研究方法：Electrophysiology和Neuroimage。Electrophysiology是从Physiology的角度研究神经系统中电信号的作用，Neuroimage研究大脑活动时的造影。
这是一幅左脑的图，在这幅图中我们需要认识四个部分：小脑（Cerebellum）、脑干（Brain Stem）、嗅球（Olfactory bulb）、大脑（Cerebrum）。小脑和脑干比较好区分，嗅球就只有那一个小圈圈，剩下的部分全是大脑。 这幅图展示的是大脑的分区，它被分为四个不同的区域：额叶（Frontal lobe）、顶叶（Parietal lobe）、颞叶（Temporal lobe）、枕叶（Occipital lobe）。额叶就是额头的正后方，枕叶大概就是和枕头接触的那部分，颞叶是耳朵往上一点点，头顶是顶叶。
大脑的解剖（Gross dissection）有几种不同的视角：背视（Dorsal view）、腹视（Ventral view）、侧视（Lateral view）、间视（Medial view）。Anterior表示眼睛看向的方向，posterior表示眼睛背向的方向。
为了统一解剖的视角，现在介绍一下anatomical reference。因为人是可以直立行走的，所以定义直立时大脑最高的那个位置叫Dorsal，或者叫Superior，眼睛朝向叫Rostral或者叫Anterior，和眼睛朝向相反的方向叫Caudal，和Dorsal相反的方向叫Ventral。这是比较特殊的，因为在定义脊椎动物的解剖视角的时候，一般定义Dorsal是脊椎的上方。 如果是用Dissection（切片）的方式来观察大脑又会有几个名词。Coronal指冠状面，是与直立时眼睛看向的方向垂直，沿dorsal到ventral的方向的切片；Sagittal是矢状面，是与直立时眼睛看向方向平行，并且与dorsal到ventral的方向平行的切片；horizontal就是与这两种切片都垂直的切片。如果Sagittal正好是沿着中线切的话又叫中矢面（midsagittal） 直观上看，大脑是有很多沟壑的，称膨胀起来的部分为Gyri，凹进去的部分叫Sulci，很深的沟沟叫Fissure。Fissure一般是大脑不同区域的分界。
从这个水平面切片图可以看出，大脑皮层主要是灰质（grey matter），是神经元细胞体集中的区域，其余部分是白质（white matter）是轴突等集中的地方。 从脑的dorsal view看，可以把它分为左脑（Left hemisphere）和右脑（Right hemisphere），中间这条很深的沟沟叫大脑纵裂（Longitudinal Cerebral Fissure），它是左脑和右脑的分界。 如果我们能够把左脑和右脑沿大脑纵裂掰开，就会看到藏在里面的胼胝体（corpus callosum），它是一个很粗的神经纤维束，作用是连接传递左右脑的讯息。如果我们在Midsagittal中观察胼胝体，它就是中间那个白色的区域。我们把它分为三部分：膝状部（Genu）、本体（Body）和尾部（Splenium）。膝状部是靠近额叶的部分，尾部是靠近枕叶的部分。
在Lateral view中也有一条很明显的沟，称其为central sulcus（中央沟），它是额叶与顶叶的分界线。这个沟anterior方向的一小部分叫中央前回，posterior方向的一小部分叫中央后回，中央前回主要是运动控制的功能，中央后回主要是其知觉输入的功能。中央沟是一直到Lateral Fissure的，它是颞叶与额叶、顶叶的分界线，也叫Sylvian Fissure，，它的下方一小部分区域叫Superior temporal gyrus，是听觉区。 大脑区域的命名规则非常简单，就是四个区域+Superior/Middle/Inferior，直立时最上方的区域叫Superior，最下方的区域叫inferior，中间的区域叫middle。
额叶主要又分为两个区域，中央前回的位置是运动控制的，叫motor cortex，涉及肌肉运动的都归他管；其他区域叫prefrontal cortex，这个区域是处理一些比较高级的认知功能的，比如计划、语言、情感、个性等。 顶叶也是主要分为两个区域，中央后回的位置是Somatosensory cortex，是集中接收听觉触觉嗅觉视觉味觉等知觉的区域；其他区域叫做posterior porietal cortex，主要是控制注意力、空间感知和数字运算的。枕叶主要控制视觉，颞叶主要控制听觉、记忆、语言理解等。
