神经系统科学是一门致力于研究大脑和神经系统的学科。神经科学家注重大脑和与其连接在一起的神经系统的生物化学、解剖学和电学之间的关联。神经外科已经开辟了一个全新的领域，它对曾经被认为完全属于心理学范畴的行为和疾病进行研究。这一领域促进了针对大脑受损或者神经系统紊乱的治疗方法的出现。
  后来的神经科学家延续了自希波克拉底和加尔瓦尼以来竭力理解和掌握精神状态的物理推论的传统。弗朗兹•约瑟夫•加尔是当代神经科学的鼻祖，1758年出生于德国。 他认为人类头骨中存储着与大脑有关的信息，同时也存储了与个性有关的信息。加尔发现了颅相学这一新研究领域，即对头骨形状的研究。
  加尔认为头骨与众不同的特征能够揭示出个人性格的特征以及智能的细节信息。加尔对人类大脑内的20多个器官进行了识别和命名。他认为，这些器官分别与人类 个性的20多种功能相对应。在加尔看来，一个人的各种能力在出生时已基本上定型，后天的教育只能发挥轻微的作用。
  在这种能力概念的推动下，加尔的理论把个性、大脑和 头骨等联系了起来。此外，他认为头骨是大脑的物理匹配物，因此头骨是人类个性的一 面镜子。与此同时，加尔还把头骨的形状、隆起和凹人等等，与道德、性格、情绪和智力等联系起来。为了取悦神学家，他甚至认为头骨上的隆起部分与神灵和宗教情感具有联 系。
  不久之后，一些江湖骗子对他的理论进行了利用。这些人在医药市场上四处游荡， 声称可以通过观察人们的头骨来判断出他们的个性特征以及财运。与此同此，通过把注 意力转移到心理学和人们的精神状况上来，颅相学促进了针对罪犯和精神病人的更加文 明的治疗方法的诞生。
  加尔关于大脑不同区域的思想，在数年以后关于大脑半球和四叶及其对人类行为所发挥的独特作用的研究中找到了对应物。实际上，大脑结构的现代演绎及其内在的运作 机制，就来源于中世纪的心室理论。大脑皮质对感知、沟通、记忆、理解科学和欣赏曲调的能力发挥了非常重要的作用。
  它看上去似乎是一个折叠很深的圆形物，位于大脑的前部和中心位置。大脑皮质的 右半球支配了身体左侧的运动机能，而大脑皮质的左半球则负责身体右侧的运动。其 实，古代希腊的医学家已经发现了这个事实。他们注意到：对尸体大脑右侧进行震动可 以使身体左侧的肌肉发生运动。
  与此同时，语言障碍会在大脑左半球受到损伤之后出 现；而记忆损伤则会发生在大脑右半球受伤之后。神经学家不仅对大脑进行研究，还对整个神经系统进行了考察。西班牙神经解剖学家圣地亚哥•拉蒙•伊•卡哈尔对大脑和神经系统的连接处、重叠处和延伸处的所有部 分都进行了系统的研究。
  心灵手巧（可能是他早年当过制鞋师和理发师的原因）的卡哈 尔特别擅长把他在解剖以及通过显微镜观测时所观测到的东西进行素描，而这一特长对 于保存他的研究成果具有非常重要的意义。同时，他研制出了硝酸银滴液，并把其滴人 大脑特别细小的部分以及他在显微镜下观测到的神经部分之中，从而把神经细胞和神经 纤维清晰地展现出来。
  此外，卡哈尔还描述了他所看到的来自热带森林中的网状藤蔓植 物和苔藓植物。值得一提的是，卡哈尔对神经的发展和结构基础（即遍布神经系统的基本细胞）进行了标准的描述。他对神经冲动以“神经细胞一神经细胞”的方式进行传导的过程， 以及这些神经系统发生退化和重生的过程进行了详细的描述。
  
  卡哈尔的研究成果是否能够使与神经功能和20世纪神经科学的重大发现有关的现代理论成为可能？在充分把握神 经系统的重要性，以及对在德国病理学家威尔啸和生理学家施旺生命细胞研究中的分支进行理解之前，人们还需要进行更多的观测。渐渐地，神经细胞的基本结构及其连接处 (即神经键）也开始出现。