記憶や学習をはじめとした脳の働きが，科学の言葉で語られるようになってきました。人は外からの情報を受け取ったり，学んだりするのに，その脳を利用しています。こうした脳の活動に関係した物質や現象が明らかにされつつあります。

脳は神経細胞（ニューロン）により構成され，神経細胞同士が神経線維を伸ばして情報のやり取りを行っています。
その神経回路は非常に複雑で，例えばヒトでは約一千億個の神経細胞が数千個以上の細胞と情報をやり取りしています。神経細胞は生体特有の物質（生体高分子やイオンなど）で構成されていて，やり取りしている情報はパルス上の電気信号（活動電位）です。
だから，脳の働きを調べその法則を見つけるには，脳の中でそれらの物質がどのような物理法則で制御され，働いているのか調べる必要があります。ヒトに限らず，マウス，昆虫，軟体動物でも同じ仕組みで脳が働いています。そのため，比較的単純な脳を持つ生き物から研究がされてきました。

授業では，脳の記憶に焦点を絞り，物理学が脳の神経回路網やその制御の仕組みにどのように迫ってきたのか見ていきます。