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大脑皮质（英语：cerebral cortex）又称大脑皮层、大脑灰质、大脑套层（cerebral mantle），简称皮质、皮层，是大脑的一个解剖结构，由神经灰质组成[1][2]。大脑皮质是大脑（端脑）的一部分，属于脑和整个神经系统演化史上最为晚出现、功能上最为高阶的一部分。
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高级动物的大脑皮质是包裹在大脑外侧的连通皮状结构。沟和回是皮质最为显著的两个解剖特征。皮质有些区域向内凹陷，形成称为“沟”的解剖结构。沟之外向外凸出的区域称为“脑回”，越高等的动物脑回皱褶就越多，大脑皮质面积也越大。成年人类的皮质如果全部展平，面积大约有两张报纸展开这么大。大脑皮质的厚度约为2-4毫米。
皮质是由神经细胞组成，包括神经元和星形胶质细胞等其它支持细胞。大多数神经元属于锥体细胞形态，其余形态有篮状细胞等。成年人类大脑皮质所含的神经元的数量大约在1010量级。皮质神经元之间形成大量的突触连接。这些突触连接包括分区内的连接、分区之间的侧向连接和半球之间通过胼胝体的连接、以及和脑的其它部分（例如丘脑、基底核等）形成的连接。
在高级哺乳类动物中，大脑皮质存在分层结构。在新皮质，由外向内依次为1到6层。不同的层的细胞类型和分布，以及投射模式不同。
根据空间位置，大脑皮质被分为几个脑叶。每个叶是空间上连通的一部分皮质。以下列出的是这些分区的名称及目前学术界所认为的主要功能[1]：
高阶哺乳类动物大脑皮质的另一个重要特征是功能分区。德国神经学家科比尼安·布洛德曼依据大脑皮质的细胞架构特征将其分区并编号，以他名字命名的分区系统今日仍被广泛使用。[3]
根据进化史，大脑皮质分为新皮质（Neocortex）和异源皮层(Allocortex)。异源皮层主要包括嗅觉皮质（olfactory cortex）和边缘系统。
大脑皮质分为左右两个半球。两侧半球在功能上有分化。在大多数人类中，语言、意念、逻辑、理性主要由左脑掌管，而右脑负责视觉思维和情感等。例如：科学家比较理性、有逻辑，所以左脑发达；艺术家重感性、具创造力、擅长空间和物体形状认知，故右脑发达（以上说法并不被当代神经科学、心理学界支持。多数功能实际上需要左右脑同时参与）。连接两侧半球之间的大量轴突形成一个称为胼胝体的解剖结构。在身体下方相对应脑的主管区域越上方、越精密的动作器官占的区域越大。
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