이 책의 구성은 4장으로 되어 있다. 본격적인 소개에 앞서, 일반인에게는 생소하기만 한 뇌와 친숙해지기 위한 자리 ‘책을 읽기 위해 알아둘 뇌의 해부학’을 배치했다. 뇌의 생김새와 각 부위의 이름을 두뇌 영상 그림과 함께 소개한 것이다.

제1장 ‘뇌의 비밀 탐구하기’는 오늘날 뇌과학자들이 뇌의 신비를 탐구하기 위해 사용하는 첨단기법과 논리를 알기 쉽게 소개하고 있다. 뇌와 관련된 분야의 전공자가 아니더라도 현재 어떤 과정을 통해서 뇌연구가 이루어지고 있는지를 아는 데 큰 도움이 될 것이다. 「뇌와 마음: 무엇이 문제인가」에서는 신경심리학 분야의 주된 쟁점들을 소개하면서 본 서적을 이해하는 데 근간이 되는 지식을 소개하였다. 뇌 연구의 역사에서 살펴본 뇌량 절단 환자 등의 사례는 뇌에 관한 독자들의 관심을 활활 타오르게 할 것이다. 「우리가 잘못 알고 있는 뇌」에서는 우리나라 사람 1380명을 대상으로 한 일반인이 흔히 잘못 알고 있는 뇌에 대한 상식과 진실에 관한 설문조사 결과를 들려준다. ‘뇌세포는 한번 죽으면 재생이 되지 않는 것일까’ ‘남자는 여자에 비해 왼쪽 뇌가 더 발달한 것일까’ 등 다른 사람은 어떻게 생각하고 있을까를 자신의 ‘상식’과 비교해보면 즐거울 것이다.

제2장 ‘뇌는 어떻게 생각하고 느끼는가’는 뇌가 하는 일을 ‘주의집중’ ‘기억’ ‘감정’ 등으로 나누어 살펴보았다. 「주의 집중하는 뇌」에서는 정보 처리의 초기과정에 해당하는 주의집중 과정을 설명하고, 이때 관여하는 뇌의 구조 및 메커니즘을 설명하였다. 그리고 주의과정에 어려움을 느끼는 주의력 결핍/과잉행동 장애 아동(ADHD)에 대한 소개와 진단 설문지를 첨부하였다. 「뇌는 어떻게 기억하는가」에서는 기억의 유형을 구분하고, 각 기억체계를 담당하는 대뇌 영역을 살펴보았으며, 초기 뇌에 관한 연구에서부터 나타나기 시작한 뇌와 기능간의 매핑이 현재 어떻게 변했는지 등을 재미있는 예로 설명하고 있다. 기억상실증 환자의 문제는 어디인지, 늙어가면서 뇌에서는 어떤 일이 생겨나는지, 어떻게 겪지도 않은 일을 겪었다고 생각하는지 등 흥미로운 사실을 알 수 있다.

마지막으로 「뇌는 어떻게 희로애락을 느끼는가」에서는 정서와 뇌의 관계에 대한 연구가 어떻게 시작되었는지, 가지각색의 정서를 느낄 때 뇌에서는 무슨 일이 일어나고 있는지, 뇌는 어떻게 정서를 조절하는지 등을 알기 쉽게 설명하였다. 여기서는 특정 부위를 자극하기만 해도 화를 내는 실험(‘허위분노’ 실험)으로부터 뇌의 부위가 담당하는 영역을 알게 된 역사로부터 시작하여, 공포반응이 일어나는 경로, 사랑을 느끼는 뇌 부위, 사랑하는 사람을 생각할 때 행동을 관장하는 부위가 자극되는 신기한 사실, 감정이 없다면 완전한 이성적인 인간이 되는가라는 질문 등 흥미로운 이야기가 가득하다. 물질적 본령인 뇌가 어떻게 정신적 본령으로 도약하는가에 대해 생각거리를 던져줄 것이다.

제3장 ‘일상생활 속의 뇌’은 뇌와 우리의 일상적인 행동들이 어떤 관계인지 알고 싶다면 도움이 될 것이다. 먼저 「그 여자의 뇌, 그 남자의 뇌」에서는 남녀 뇌의 구조와 기능의 차이, 각 과제를 해결하는 데 활성화되는 영역의 차이를 알아봄으로써 성차에 대한 새로운 해석을 시도하였다. 남자와 여자에 관한 통념들에 대해서 뇌의 물질적이고 수치적인 통계를 제기하면서 시원스럽게 통박해나가는 대목이 재밌다.

「소비하는 인간의 뇌」에서는 최근 사람들의 관심을 끌고 있는 명품 소비, 캐릭터 소비, 광고 모델의 시선 효과 등의 소비 현상을 찾아, 그러한 소비의 메커니즘을 뇌 수준에서 규명하고자 하였다. 「명상 수련에 따른 뇌 활동의 변화」에서는 명상이 우리의 뇌에 미치는 긍정적 효과를 과학적으로 분석함으로써 명상의 효용성을 입증하고 있다. 「뇌가 느끼는 그림의 아름다움」은 예술적인 그림의 선, 색 및 구도에 대한 우리의 반응을 뇌의 신경생리학적 구조와 연결시켜 설명하고 있다. 왜 어떤 그림은 아름답다고 느끼고, 어떤 그림은 그렇지 못할까, 왜 대비되는 색이 선 바깥으로 삐져나와 있는데도 편안한 감정을 느낄까, 왜 주제가 오른쪽에 있는 것을 선호하는 것일까 등 시각예술 일반에 대해 다른 곳에서는 볼 수 없는 새로운 사실을 이야기하고 있다.

제4장 ‘병에 걸린 뇌’에서는 두뇌에 문제가 생길 때 인간의 마음과 행동에 어떤 문제가 생기는지 소개하고 있다. 노년기로 접어들면서 사람들이 가장 두려워하는 치매에 궁금증을 갖고 있는 사람이라면「한국 노인의 치매 이야기」의 내용이 치매의 원인과 증상부터 예방과 치료에 대한 이해에 많은 도움을 줄 것이다. 나이와 상관없이 인간은 여러 가지 이유로 두뇌와 마음의 건강한 관계가 깨어질 수 있다. 이때 인간은 정신질환을 앓게 되는데, 그 면면을 「정신질환과 뇌」에서 살펴보기 바란다. 마지막으로「뇌와 쾌락, 그리고 중독」에서 독자들은 개인의 몸과 마음의 건강을 해치는 병이라 할 수 있는 중독이 뇌와는 어떤 상관이 있는지 이해할 수 있을 것이다. 가장 원하는 것에 의해 파괴되는 인간에 대해, 자신의 몸이 파괴되는지 모르고 몰두하게 되는 강한 자극에 대해 과학적이고 의학적인 설명이 이루어진다.