本书共分为五章，其主要内容包括：计算精神医学概论、计算精神医学的模型与方法；精神疾病遗传学统计方法；精神疾病的脑影像计算分析；精神疾病与计算科学。

本书以本实验室在神经信息采集和处理方面的长期积累为基础，内容主要包括：神经系统的组织结构、神经信息分析处理相关的生理基础、实验动物神经信息研究等。

本书解决三个问题(WHW)，Why、How、What。第一篇是Why的部分：大脑在学习过程中的运行机制和原理；第二、三篇是How的部分：大脑如何修炼、修炼的规律；第四篇是What的部分：在哪些活动中修炼、修炼到什么程度、修炼最终要达到的境界。

本书从“脑机接口及临床应用”、“认知计算与控制”、“神经信息获取、检测与处理”、“神经教育信息工程”和“运动假体神经自主控制”等五个专题阐述重要科学问题，探讨关键技术，总结研究成果，阐述当前热点，展望未来趋势。