脳は認知作用の場であり、それは多くのプロセスとを通じて遂行される。実行機能には、集中力とにより情報を取捨選択し重要でない刺激を無視する能力、ワーキングメモリに蓄えた情報を処理し操作する能力、を以って複数の事を同時に考えて課題を切り替える能力、により衝動と優性反応を抑制する能力、情報の妥当性や行動の適切さを決定する能力、といったものが挙げられる。高次の実行機能には、計画立案、(いわゆる理性)、問題解決といった複数の基本的実行機能の同時使用が必要である。前頭前皮質は実行機能の統括において重要な役割を果たす。計画立案では、背外側前頭前野、前帯状皮質、角前頭前野、右側前頭前野、縁上回の活性化を伴なう。ワーキングメモリ操作では、背外側前頭前野、下前頭回、頭頂葉のいくつかの領域が関わる。では前頭前野の複数の領域に加えて、尾状核と視床下核が関わる。生理.神経伝達.代謝.睡眠の役割は完全には解明されていない。とはいえ、睡眠が潜在的に神経毒性を持つ代謝老廃物の脳からの排出を促進し、脳を修復できるようにすることは実証されている。睡眠中にの機能が亢進することで代謝老廃物の排出が促進されることを示す証拠がある。また睡眠は不要な神経接続を弱めることで認知機能にも影響を与える。研究.脳はまだ完全には解明されておらず、研究は続いている。神経科学者らは、類似の学問分野の研究者らと共に、ヒトの脳がいかに働くかを研究している。専門領域としての神経科学、神経学、その他の精神医学といった学問領域の境界は、それらがみな神経科学における基礎研究から影響を受けるにつれ、曖昧になってきている。手法.ヒトの脳の機能と構造に関する情報は、動物およびヒトを使った様々な実験手法から得られる。脳の外傷と卒中に関する知見は、脳の各部位の機能と脳損傷の影響に関する情報をもたらした。(神経画像技術)は脳を視覚化し脳活動を記録するために使われる。電気生理学は皮質の電気活動を計測、記録、観察するために使われる。計測されるのは、皮質領域の局所フィールド電位、あるいは単一ニューロンの活動である。脳波は、頭皮へ非侵襲的に設置した電極を使い、皮質の電気活動を記録できる。