第１編　イントロダクション―エンジニアのための脳科学とは？（脳の構造から機能を探る
ハードウェアとしての耳―耳の構造と人工内耳の発明
脳の予測機能―２２個の電極が３万本の聴神経を代替できる理由）
第２編　神経細胞編（神経細胞とネットワーク―なぜ脳には“シワ”があるのか
神経信号の正体―神経細胞が電気で情報を伝える仕組み
神経細胞の情報処理メカニズムと神経インターフェイス―人間に五感をもたらす仕組み）
第３編　運動編（筋肉と骨格―生物の運動をつくり出す機構と制御
筋肉の制御回路―運動ニューロンによる身体の動作制御
脊髄―運動パターン生成器
大脳皮質のうんづ関連領野―階層的な運動制御
小脳―フィードバック誤差学習による身体モデル構築）
第４編　知覚編（おばあさん細胞仮説―脳の階層性がもたらす“概念”の形成
神経細胞の情報処理メカニズムと分散表現―神経細胞のチームプレーを可能にする脳内クロック
機能マップと神経ダーウィニズム―脳による学習のメカニズム
脳の省エネ戦略―自己組織化マップと深層学習による効率的な情報表現
脳をリバース・エンジニアリングしてみよう―脳の仕組みを、機能に結びつける）
第５編　芸術編（脳と芸術―脳は分布に反応する
好き嫌いの法則性―ヒトの“好み”に作用する進化の淘汰圧とドーパミン報酬信号
芸術の法則性と芸術家の芸風―芸術のエッセンスは脳への訴求力）