はじめに 利根川進
　　1 神経系の構造
第1章 神経系の構造と構成細胞 吉原良浩
　　脳とコンピューター/中枢神経系/[コラム]クラゲやサンゴの蛍光で神経回路を見る/大脳皮質/嗅球/海馬/大脳基底核/視床/視床下部/脳幹/小脳/末梢神経系
　　2 神経系の構成細胞
　　ニューロン/ニューロン内部の伝導のしくみ/[コラム]光でニューロンの活動を操作できる新技術!/ニューロン間での伝達のしくみ/神経伝達物質/[コラム]シナプスに作用する薬物・毒物/グリア細胞/アストロサイト/オリゴデンドロサイト/ミクログリア
　　1 脳の進化
第2章 脳の進化と発達 吉原良浩
　　エボデボ/神経系の進化/ショウジョウバエの神経系/線虫の神経系/アメフラシの神経系/脊椎動物の脳の進化
　　2 脳の発達
　　ステップ(1) 神経系の初期発生/ステップ(2) 脳の領域化/ステップ(3) 細胞の分化/[コラム]脳の左右差/ステップ(4) 軸索の伸長/脊髄交連ニューロンの伸び方/網膜から視蓋への軸索の伸び方/ステップ(5) 樹状突起の発達とシナプス形成/ステップ(6) 神経回路網の再編/[コラム]大人の脳でもニューロンは新生する!
第3章 感覚のしくみ 吉原良浩
　　感覚とは/感覚の伝導路/[コラム]フェロモンって本当にあるの?/光の受容のメカニズム/大脳皮質における視覚情報の表現/音の実体/音の振動から神経の電気信号への変換/多種多様な匂い物質とそれらの受容体/脳の中の匂い地図/五つの基本味/味情報の受容と脳への伝達/体性感覚のさまざまなモダリティ/脳の中の体性感覚地図/[コラム]唐辛子とワサビの辛さの違いは?
　　1 動物と運動
第4章 運動のしくみ 入來篤史
　　動く生き物と動かない生き物/単細胞生物が動くしくみ/筋肉によって動きが生み出されるしくみ/[コラム]線維と繊維/運動と進化
　　2 運動のコントロール
　　筋肉と運動の種類/制御の階層性/脊髄から筋肉を支配する運動ニューロン/脊髄反射/一次運動野のはたらき/刺激する・破壊の影響を見る/活動電位を記録する/[コラム]「脳に刺激が伝達する」?/構想のレベル/小脳の障害と大脳基底核の障害/大脳皮質連合野の障害
　　3 運動の適応と学習
　　運動の調節と学習・記憶/反射のゲインとは/小脳による反射のコントロール/技術の学習と運動の記憶/構想レベルでの運動学習/[コラム]大脳は知能、小脳は運動?
第5章 記憶と可塑性 加藤忠史
　　1 記憶の分類
　　可塑性とは/記憶とは/短期記憶・ワーキングメモリ・長期記憶/エピソード記憶と意味記憶/動物の記憶とヒトの記憶/古典的条件付け/手続き記憶/プライミング効果/[コラム]サブリミナル効果
　　2 記憶生成のしくみとシナプスの可塑性
　　記憶と海馬/記憶と可塑性-ヘブ則/シナプス可塑性とタンパク質のリン酸化/NMDA受容体とは/長期増強とNMDA受容体/長期増強の起こるしくみ/長期抑圧/さまざまな可塑性/[コラム]子育ては「本能」?
　　3 記憶のさまざまな性質とそのしくみ
　　連想のしくみ/わずかな違いを区別して記憶するしくみ/記憶の固定化と睡眠/睡眠中に復習?/記憶の想起と前頭葉/記憶の消去/PTSDの原因/記憶の再固定化/記憶研究の今後/[コラム]DNAと記憶
おわりに