突破口

一些生理知識的出現彌合了哲學和科學心理學之間的鴻溝，它們始於17世紀，伴隨著科學革命的出現。

生機說與唯物主義

正如哲學對身心問題的鬥爭一樣，生理學也在討論物質結構和過程之外是否存在更多的物質。生機說者認為在物質的身體之外另外有一種「生命的力量」，這種力量是非物質的，所以不適合進行研究。另一方面，唯物主義者認為生命中沒有什麼特殊的物質，人類就像其他的生物一樣可以用生化過程來解釋。

使我們神經緊張

神經在大腦和身體各部分之間進行信息傳遞的想法並不是最新的，它甚至在希臘哲學家蓋倫關於生理一書的描述中就已經存在，該書寫於公元2世紀。無論是蓋倫還是其繼任者都很清楚大腦和身體之間的交流過程，這種過程似乎涉及某種形式的「精神」沿著神經通路運動，這些神經被認為是中空的。1400年以來，沒有人提出更好的想法。

神經是由大腦中類似腦髓的、黏糊糊的物質產生的，通過這些神經，動物將精神放射出去，而不是傳遞出去。這種物質確實比一個凸起或者開放的空腔更適合放射，它會讓我們的運動和感覺更突然、更暴力和更不安，而現在那些表現出溫柔的和連續行為的活動是由於受到我們意願的影響，並受到理性的節制。

赫凱爾·克魯克（1576年—1648年），《微世界志》（Microcosmographia），對人類軀體的描述（1631年）

1630年左右，勒內·笛卡爾提出了一種純粹的機械解釋，認為「精神」被某些流動的物質（如一種液體、氣體或者某種類型的「火苗」）所替代。他仍然認為神經是中空的，儘管10年前的1620年，蘇格蘭醫科學生約翰·摩爾（John Moir）在自己的課堂筆記裡記錄道：「神經內部並無可觀察到的空腔，它就像靜脈和動脈那樣。」

笛卡爾第一次準確解釋了反射動作是如何起作用的。他說，任何對感覺器官的刺激都會拉緊神經，從而打開大腦相應部位的一條管道，使動物的「精神」能夠順著管道流向受影響的區域，使肌肉腫脹並運動起來。雖然他在所有細節上都弄錯了，但總的原理是對的：信號從感覺神經到中樞神經系統，引發另一個信號進入運動神經，並在需要的時候使肌肉運動起來。他還建議使用「刺激」這個詞來描述激活神經的外界事物。

花園裡的雕像

笛卡爾受到法國聖日耳曼花園裡一系列自動機械的啟發，提出了他的神經系統模型。這些機械是被管道裡流出來的水所驅動，而這些水又是由行人走路給隱藏在路面下的壓力機械以壓力才得以向前流動。笛卡爾認為，如果雕像可以這樣移動，也許讓人體運動的機制也是類似的。

笛卡爾關於身體的理論是在其死後的1662年出版的。這是1500年來有關神經理論唯一的進展，但他的解釋在三年後就被一個進行相關實驗而不是理論思考的人推翻了。

第一隻青蛙

17世紀，一位年輕的荷蘭生理學家簡·施旺麥丹（Jan Swammerdam，1637年—1680年）對青蛙進行了實驗，他發現涉及運動的器官是大腦而不是心臟，但他卻從根本上證明了運動可以在沒有大腦參與的情況下產生。他去掉了青蛙的心臟。實驗發現，青蛙雖然看起來很混亂，但它仍然會游泳；而當他切除了青蛙的大腦後，它就不能游泳了。他還發現，如果他用手術刀刺激青蛙的神經，它的腿部肌肉仍會收縮。他也可以對狗做同樣的實驗。如果從青蛙身上把腿取下來，也可以使它的肌肉收縮。笛卡爾的「精神」機械性地從大腦傳導到肌肉這一理論被徹底否定，實驗證明，神經的活動甚至不需要大腦的參與。

施旺麥丹的實驗是神經生理學和心理學史上非常重要的實驗之一。他的實驗發現了刺激和反應之間的關聯，奠定了行為心理學的基礎：有機體、人類或其他生物的行為完全是其接收的所有刺激的結果。

因此，從這些實驗中，我可以得出這樣的結論：單純的自然運動或刺激神經是產生肌肉運動的必要條件，無論它是起源於大腦，還是骨髓或其他地方。

簡·施旺麥丹（1678年）

生物電

雖然施旺麥丹確信自己已經證明動物不存在「精神」，但他卻不能準確地解釋神經是怎樣傳遞信息的。他把這個過程比喻成穿過固體的振動，如敲厚木板。而這一研究的下一步則是由意大利科學家路易吉·伽爾瓦尼（Luigi Galvani，1737年—1798年）推動的。

根據傳說，伽爾瓦尼在一條板凳上為一隻死青蛙剝皮，他之前曾經在這條板凳上做了靜電實驗，助手用金屬刀觸碰青蛙的神經，那條腿就像活的一樣跳了起來。伽爾瓦尼繼續將電流通過青蛙的肌肉，並觀察其運動來調查這個驚人的結果。他得出了一個結論：「生物電」隱藏於生物體肌肉運動的背後，它是由體內液體的電離子導致的。想要把這些發現和神經結合起來還有一些工作要做，但他得出了神經病學上的第一個驚人發現。

非生物電

意大利物理學家亞歷山德羅·伏特（Alessandro Volta，1745年—1827年）通過重複伽爾瓦尼的實驗認識到，伽爾瓦尼用於連接肌肉和神經的金屬電纜上有電流通過。他意識到這種電流來源於生物化學過程，於是開始在體外複製這種效應，並研製出了第一個電池。他將電應用到青蛙身上，因此引發了兩個學科的誕生：神經學和電氣工程。

拼接片段

人們其餘要做的事就是要證明「生物電」如何在感覺、運動神經和大腦之間進行運作。1811年，英國生理學家查爾斯·貝爾（Charles Bell，1774年—1842年）製作了一個小冊子，概述自己在解剖兔子實驗中獲得的研究結果。貝爾表現出了不同尋常的同情心，他有時不得不暫停實驗，因為他非常關心由於切斷兔子被試們的神經而給它們帶來的痛苦。最後，他在無意識的兔子身上做了實驗。

因此，我從兔子的耳後打了一下，使它不受腦震盪的影響，然後讓它露出骨髓。我發現，在刺激神經的後根時，肌肉組織的任何部分都不會產生運動；但在刺激神經的前根時，每次鉗子碰觸神經都會讓神經分佈的相應肌肉產生運動。這些實驗結果讓我感到滿意，不同神經根和神經束產生的神經衝動是由不同的神經部分造成的，並且，證實了研究者從解剖學中得出的概念是正確的。

查爾斯·貝爾（1811年）

貝爾描述了不同感覺和運動系統的神經會聯接不同部位的脊髓。感覺神經將會傳遞來自感覺器官（包括皮膚的感覺感受器）的信息，並使其進入背（後）側的脊柱。運動神經聯接到腹側（前側），並將信息從脊柱傳遞到肌肉。這證實了存在雙向神經通路，信號沿著不同的路子送給他的朋友。法國生理學家弗朗西斯·馬戎第（Francois Magendie，1783年—1855年）在11年後發表了同樣的發現，隨之而來的就是對誰先得出這一研究結果的爭議。

貝爾認為，我們有五種類型的神經對應著五種感官，並將這一假設留給了德國生理學家約翰尼斯·穆勒（Johannes Muller，1801年—1858年）來證明。1835年，他發現某些感覺神經特別適合感知某種特定類型的刺激（例如，眼睛對光線最敏感），它們也可以通過其他方式受到刺激（例如，我們可以在頭部撞擊後出現視覺幻覺）。他認為特異性是神經傳遞的性質，而不是刺激信號的來源或大腦處理信號的區域（在這一點上，他弄錯了）。1912年，埃德加·阿德萊恩勳爵（Lord Edgar Adrian）證明在神經中傳遞的能量是相同的，其差別只是在於信號來自哪裡、大腦怎樣處理不同的信號。儘管如此，最重要的是，他的工作證明了我們的感知覺是由內部因素（身體和神經）決定的，而不取決於外部環境的特徵。