1872年，在意大利的一家厨房里产生了神经科学的一次重大发现。帕维亚大学年轻的医学研究生卡米洛•高尔基出于对大脑的强烈兴趣建立了一个简易实验室。困扰高尔基的问题 是关于物质脑的本质:脑是由什么组成的？那时，尽管可将大脑切成碎片，但在显微镜下只能观 察到一堆均质的苍白色浆状物。
  除非能够鉴定出脑的基本构件，否则不可能发现它是如何工作 的。然而，有一天，高尔基偶然地将一个脑块放人盛有硝酸银溶液的碟子中，并在其中浸泡了几 个星期。结果，高尔基发现了一个极其重要的反应。当他取出脑块时，变化已经发生了，在显微 镜下出现了一种复杂的图案:在网状的缠结中悬浮着黑色的斑点。
  我们现在知道，一旦将脑组 织放入硝酸银中三个小时或更长时间，就有可能显现出脑组织最基本的组成部分——特殊类型的细胞，这种细胞被称为神经元。高尔基的发现中更令人不可思议的是,通过一种目前仍然完全无人知晓的变化莫测的过 程，染色只随机地标记出1/100 ~ 10/100的细胞，因此表现为苍白的黄褐色背景上的黑点。
  如 果每一个神经元都被染色，那么精细复杂的细胞轮廓，将被其他细胞相互重叠的部分所掩盖，脑组织在显微镜下的整个视野里将变成几乎均匀的黑色。由于仅有1/100〜10/100的细胞与高尔基染料起反应，这些细胞即因反差明显而凸显出来。神经元到底像什么呢？在所有的神经元中，都有一个直径约50微米粗短的团状部分，被称 为胞体。
  实际上，胞体的形状并不像团状一样模棱两可和无定形，而总是属于以下几种特征性 形状之一，如圆形、卵圆形、三角形或梭形（形如老式的纺锤）。胞体中包含了神经元生存所必 需的所有细胞器。从这点上讲，神经元的胞体与其他任何细胞并无差别。然而,如果将神经元 与其他细胞相比，一旦注意到胞体以外的部分,你就会发现一个巨大的差异:与其他细胞不同， 神经元除了胞体外还有其他部分。
  纤细的分支从神经元胞体中伸出，几乎就像某种微小的树。事实上，这些部分被称为树突。一个神经元的树突在形态上千姿百态，在密度上千差万别，它们或者从神经元的四周长 出使其呈星形，或从胞体的一端或两端伸出。根据树突分支的程度，神经元在总体外观上差 异悬殊:在脑中，神经元至少有50种基本形状。
  神经元不仅有这些小的分支，而且绝大部分 还有一个从胞体上伸展出来的长而细的纤维，被称为轴突，它要比神经元其余部分长许多倍。 一个细胞的直径通常为20 ~ 100微米，但在一种极端的情况中可长达1米，如沿着人脊髓下 行的神经纤维。只要看一眼神经元，你就很容易区分出这两个特征来。
  由于轴突远细于相对粗短的、分叉的树突，甚至在显微镜下也极难看到它们。树突就像真的树上的分枝，其末梢逐渐变细，轴突则 不然。这就使得神经元在总体外观上表现为一个团状的中心区、一根蜿蜒而行的细长的纤维， 以及伸出的相对粗短的微枝。如此怪异的东西怎么可以成为我们的个性、希望和恐惧的构 件呢？既然胞体中含有与所有其他细胞相似的整套内部装置，很容易推想，至少它的某些功能是为了确保细胞存活，并制造出适当的化学物质。
  然而，鉴于轴突和树突的存在与神经元的特殊 功能紧密相关，因此它们的作用并不那么一目了然。此外，轴突和树突间如此清晰的形状上的 差异，提示它们扮演着迥然不同的角色。脑电图在反映脑状态的变化上十分有效，又相当敏感。树突充当了这些信号的接收区，就像某个巨大的码头一样，接纳各种船只载人的货物。
  
  正如货物可以从码头上卸下，并沿着汇聚 于某个中心工厂的路线运送，这些分散的信号沿着汇集于胞体的树突传导，如果信号足够强，树 突将会产生一个新的电信号,或者沿用刚才的类比，将会生产出一个新的产品。这时轴突开始 起作用:它们将这个新的电信号从胞体传送到回路中的下一个目标神经元，就好比工厂的产品被运送到某个远处的目的地。