人類身體上的很多難解之謎存在於我們的大腦中。大腦是一個讓人迷惑的器官，就像生和死、意識、睡眠和其他更多的東西，都是人類至今也沒有解開的謎團。
1.夢境
如果問10個人同一個問題——是什麼引起做夢你可能會得到10種不同的答案。這是因為目前科學家還沒有揭開這個謎底。一種可能是：做夢過程中通過刺激大腦分子間的資訊神經鍵對大腦進行鍛煉。另一個理論是，
人們夢到白天不能顧及的任務和情感，這個過程可以幫助人們鞏固思想和記憶。一般而言，科學家贊同夢境會在淺睡時發生的觀點，他們稱這一時期為雷姆期睡眠。
2.睡眠
果蠅要睡覺，老虎也要睡覺，人類似乎永遠也睡不夠。這裏討論的是睡眠的話題，人的一生要花費四分之一的時間睡覺。然而，睡覺的根本原因仍然像天馬行空的夢境一樣讓人迷惑不解。但科學家也確實瞭解睡眠的一個重要方面：睡覺對哺乳動物的生存至關重要。長期失眠能導致精神恍惚、幻覺，並最終引起死亡。睡眠的兩種狀態——深睡期（眼球活動減慢），此時腦部代謝活動放慢；淺睡期（此時會做夢），這一時期大腦活動活躍。某些科學家認為深睡期睡眠能讓身體休息，保存精力，就像動物冬眠一樣。淺睡期睡眠有助於把記憶的東西組織起來。然而這種觀點沒有得到證實，淺睡期做夢不總是與記憶有關。
3.幻覺
估計80%的截肢者都體驗過來自斷肢的包括溫暖、渴望、壓力和痛苦等感覺，經歷這種現象（我們所知的“幻覺肢體”）的人，總是感覺到被截掉的肢體仍然存在。一種解釋認為，斷肢的神經區與脊髓重新建立了聯繫，好像缺少的肢體依然存在一樣，繼續向大腦發送信號。另一個可能是，大腦是一條傳輸“硬線”，它就像對待完美無缺的身體一樣操縱殘體——這意味著大腦仍然保存著肢體健全時的操縱藍本。
4.任務控制
大腦丘腦下部的下丘腦視交叉上核（suprachiasmatic nucleus）或生物鐘（biological clock）保持身體隨著24小時的節奏運轉。生理節奏引起的一個最明顯的結果是：睡眠-醒來的迴圈，但是生物鐘還影響著消化力、體溫、血壓和激素的產生。研究人員發現，通過增強光亮調節褪黑激素可以將生物鐘向前或向後調整。最近人們不斷爭論，是否可以通過補充褪黑激素來幫助人們預防飛機時差——昏昏欲睡和飛機通過時區時產生的頭痛感。
5.記憶途徑
人生的某些經歷很難忘卻，就像你的初吻。但是一個人要怎樣把握這些私人情景呢？科學家正在利用大腦成像技術設法弄清楚創造記憶和儲存記憶的機械反映。他們發現大腦灰質內部的海馬體能充當記憶儲存箱的功能。但是這個儲存區域的分辨能力並不強。對相同的大腦區域的刺激，可以讓它產生真實的和虛假的記憶。為了把真實記憶從虛假記憶中脫離出來，研究人員提出根據背景回憶以加強記憶的方法，如果某些事情沒有真正發生過，就很難通過這種方法加強人腦對它的記憶 。
6.取悅大腦
笑是人類最難理解的行為之一。科學家發現，當人們開懷大笑時，大腦內部有三個部位變的活躍起來，它們是：管轄思維的區域，它讓你獲得笑料；運動區域促使你的肌肉運動；情感區域引出“輕佻的”情緒，讓人露出笑容。但是為什麼某人會因兄弟愚蠢的笑話而發笑，而另一些人會在看恐怖影片時咯咯大笑。約翰•莫利爾是威廉與瑪麗學院 幽默研究的先驅，他發現，笑聲是對違反常規的不協調的故事的一個十分有趣的反映。幽默領域的另一個觀點把笑看作向其他人發出這種行為很“有趣”的信號的一條途徑。從而可以看出：笑讓我們感覺更好 。
7.天生與營養
我們的思想和個性是否是由基因或環境控制的問題，長期以來一直爭論不休。科學家建立了一個讓人信服的證據體系，證明它可能是受其中之一控制或者是由兩方面同時控制。研究個體基因的能力顯示出我們對很多人類特性無法控制，然而在很多領域，同輩人面對的壓力或接受的教育會對我們是什麼樣的人以及我們將做什麼產生深遠影響。
8.死亡之謎
長命百歲是好萊塢電影中才會發生的事情。但是我們為什麼會變老？你出生時像一個精力充沛的工具箱，體內充滿各種抵抗疾病和修復創傷的機制，也許你認為，僅憑這些就能讓你抵抗關節僵硬和其他疾病。但是隨著我們不斷變老，身體的修復機制漸漸失去往日的功效。事實上，你的身體恢復創傷和壓力的能力正隨著年齡的增加不斷下降。
人的老化被分成兩個種類的學說：1）像人類的其他特徵，變老可能是人類遺傳學的一部分，並且從某些方面來說對人類有益。2）以最不樂觀的觀點來看，變老不是有意圖的，人的一生中細胞不斷受到損害從而引起人體老化。大量研究人員認為，科學將最終推遲變老速度，使人類壽命至少可以達到預期生命期限的兩倍。
9. 人體冷凍
要求長命百歲可能並不現實。但是一個被稱作人體冷凍學的新領域將會讓某些人死而復生。人體冷凍學中心如亞利桑那州的“阿爾科生命延工基金會”（Alcor Life Extension Foundation），在充滿液態氮並且溫度為華氏零下320度（78絕對溫度）的刺骨的容器中儲藏死者的遺體。這個想法的目的是，死於目前無法治癒的疾病的人在將來發現治癒方法後可以通過解凍讓他們死而復生。最近， 棒球傳奇人物泰德•威廉姆斯被儲存在阿爾科的一個冷藏櫃中。像其他人體“冰棒”一樣，威廉姆斯被頭朝下放置。這種放置方式的好處是，如果容器發生洩漏，大腦仍能保存在冰冷的液態裏。到目前為止還沒有一具被保存的屍體重獲新生，這是因為這種讓人重獲新生的技術還不存在。舉例來說，如果屍體沒在適宜的溫度下解凍，人體細胞就會結冰，導致受損破碎。
10.意識
清晨一覺醒來，你可能就已經意識到太陽剛剛升起，聽到一些鳥兒在枝頭歡快的鳴叫，甚至清新的空氣輕拂你的面頰，你會感到一有幸福感。換句話說，你是有意識的。這個複雜的話題從一開始就困擾著科學界。最近，神經學家才把意識作為一門現實的研究課題。