科學家利用最先進的研究方法與裝置，如神經影像學、分子生物學、光遺傳學等，對人類大腦這一目前所知物質結構與功能最複雜的器官進行了最廣泛而深入的研究。儘管如此，仍有許許多多的奧祕未能被人類所認識。對腦的研究可能遙遙無期，或許永無止境。
神經生物學家、精神病學家已經發現大腦前額葉、前扣帶回（ACC）、杏仁核、伏隔核、海馬等腦的許多腦區、神經環路及其神經遞質、神經電活動、神經營養因子、神經力學等的異常與大腦功能及其精神疾病有密切關係。這些異常還與腦神經細胞數量、神經纖維走向、神經纖維長短、神經細胞炎性反應、免疫反應，甚至情緒狀態有重要關聯。利用PET等工具研究還發現當神經環路（有大環路、小環路及微環路，構成了神經網路）的代謝增強或降低都可引起精神障礙，而現在許多治療，包括藥物治療、認知心理治療及手術治療都可以調整神經環路的代謝異常。
對腦區及神經環路的研究越來越細，如扣帶回的研究，發現扣帶束與皮層之間的聯絡非常廣泛，如額葉、顳葉、頂葉、枕葉，又與紋狀體、胼胝體、海馬、杏仁核有廣泛聯絡，故被認為是腦網路的中心。特別是前扣帶回，參許多複雜的、軀體的、內臟運動和疼痛反應。手術此部位可治療焦慮、強迫、多疑、妄想、幻覺。近來有研究發現背側部屬於“認知亞區”，而喙側、腹側則屬於“情感亞區”。前者著重調節認知功能，後者著重調節情感。又如內囊前肢與大腦額葉、丘腦、邊緣結構有廣泛聯絡，是治療幻覺、強迫症、緊張症和抑鬱症的重要靶點。又如杏仁核，這個腦中形狀像杏仁的神經核團，只有11mm-13mm大小，卻被科學家們劃分為3個亞區，現再分出11個核團。這個小小的核團所發出的神經纖維廣泛分佈到腦的多個區域，與這些區域有著重要的功能聯絡。杏仁核參與情感、行為、內臟活動和自主神經功能的調節，是調控情緒的重要核團，特別是恐懼情緒，包括恐懼情緒的識別、恐怖行為的反應與產生、恐懼情緒的記憶都與它相關。比喻正常人的性高潮體驗假設為1，吸毒所產生的快感可能是性高潮的40倍，所以吸毒者會追求這種高峰體驗。當吸毒成癮後，這種體驗就不如前顯著了，取而代之的是戒斷症狀，即停用毒後產生的痛苦，這種痛苦不堪言，他們形容為似萬箭穿心，或似毒蛇、昆蟲在撕咬他的五臟六腑，他們還形容，毒癮發作時腹瀉就像開閘的洪水，一旦打入毒品到體內，洪水又像被關閘一樣嘎然而止，什麼痛苦都雲消霧散。所以吸毒後期用毒是為了防止出現戒斷症狀的痛苦。而這些體驗，包括愉快的和痛苦的體驗，就會深深地埋藏在他們的大腦裡。當他們一見到毒品甚至與吸毒有關的場景，如注射器、針頭，白粉就更不用說了。反覆強化了這種吸毒的體驗，在大腦神經細胞中形成了永久的記憶，這就是吸毒者的“心癮”，這種“心癮”是藥物等治療所無法消除的，只有通過手術可以將這種形成“心癮”的物質基礎部分破壞，才能從根本上去除“心癮”。這就是為什麼外科手術是目前最有效的治療物持依賴的手段。又如，精神病患者，脾氣十分火爆，一見親人就大打出手，基於是往死裡打，毫不顧及親情。還有的病人敏感多疑，別人無意中看他一眼或無意中吐口水，他以為是對他有敵意或是認為是故意針對他的等等。這可能是由於前額葉及杏仁核功能異常，把本屬正常的人際現象判斷（前額葉功能異常而作出錯誤判斷）為敵意，並做出攻擊行為（杏仁核對正常現象作出過度恐懼反應）。我們正常人對外界聽到的聲音、看到的事物，有兩條神經傳導路徑，一條是直接路徑，立即傳導到杏仁核，病理情況下，對刺激作出恐懼性過度反應，出現暴力攻擊行為，另一條路徑是先到達大腦皮層，正常人會通過判斷分析，作出理智反應或剋制自己，不要過度反應，而在病理狀態下不能正解理解與判斷，加上杏仁核作出的恐懼識別而導致暴力攻擊行為。所以在很多情況下，精神病人產生的暴力攻擊行為，後果非常嚴重而可怕，甚至殘忍，而且藥物治療效果不好。而手術將產生恐懼的神經細胞破壞一部分，則效果顯著，是藥物根本達不到的，並且是永久性的，而藥物治療即使有效也是短暫的、易復發。總之，對杏仁核進行手術對躁狂、衝動、攻擊行為及戒毒，消除“心癮”非常有效。此外，還想提及的是，精神病理的存在具有“神經毒性”的作用，即只要病人存在症狀，哪怕是一項症狀，如幻覺或行為反常或自笑等，只要有一項不消失，它就起到侵蝕、破壞神經細胞的作用，其原理可能是由於病理存在，神經遞質就會持續異常亢進，神經突觸不斷形成與破裂，慢慢地影響到細胞膜功能與結構，使之疲勞、變性，直到破壞，逐步從功能異常變為結構異常，從功能性疾病變為器質性疾病，導致為慢性、進行性、難治性結局。所以精神疾病如果治療不徹底，幾乎都會成為慢性、難治性疾病，而手術則可能會消除這種“神經毒性”，從而阻斷使其發展為慢性、器質性疾病的可能。在實際病例中，確實看到不少術前極易復發的病人，術後少復發或不復發，但這並不代表“斷根”。目前任何一種治療方法，我們都不說能治“斷根”。如福州有一病人，發病22年，問其父，患者到底發病多少次？其父說，我根本就記不得復發了多少次，但可肯定的是，患病22年，住院不少於22次，因為幾乎是每年都要發作，有時一年復發幾次，基本上每復發一次都要住院。手術後隨訪到5年，這5年中一次都沒復發。
注：此資訊源于網路收集，如有健康問題請及時咨詢專業醫生。