Философская проблема понимания того, как разум и мозг соотносятся друг с другом (иногда называемая психофизической проблемой), отражала и социальный раскол между психологией (наукой о психических функциях) и физиологией (наукой о функциях тела). Большую часть времени физиологи занимались физиологическими экспериментами (как школа Шеррингтона в Оксфорде), а психологи — психологическими исследованиями (как школа Бартлетта в Кембридже), непосредственно друг с другом не общаясь. Однако и те, и другие периодически интересовались функциями мозга и то и дело использовали как психологические, так и физиологические термины. Значение школы Павлова заключалось в том, что она пыталась объединить эти области; но, как показала борьба советской психологии за свою независимость от физиологии в 1950-е гг., это единство не было подлинным. Подобным образом, в тот же период на Западе в исследованиях по восприятию и эмоциям — крайне важных и для физиологов, и для психологов — ученые сосредоточились на физических аспектах проблемы. На практике ученые либо обсуждали восприятие и эмоции просто как физические явления, и затем занимались физиологией, либо рассматривали их как «функции» мозга и снова погружались в дуализм, который не объяснял психику и сознание.
В этой ситуации попытки объединения были особенно важны. Наиболее влиятельной стала работа Дональда Хебба (Donald О.Hebb, 1904–1985), канадского ученого, который пытался осмыслить структуру мозга в таких понятиях, которые имели бы отношение и к психологии. В книге «Организация поведения» (The Organization of Behavior, 1949), в которой заметно влияние Лешли, Хебб говорил о «широком взгляде», в то же время постоянно обращаясь к нейрональной структуре мозга. Он напомнил своим коллегам-психологам о физиологическом аспекте их деятельности и вселил в них надежду на то, что знание о мозге даст, наконец, ответ на психологические вопросы. Некоторое время Хебб работал в Монреале с Уайлдером Пенфилдом (Wilder Penfield, 1891–1976) — англичанином, принявшим канадское гражданство, и прогрессивным, использовавшим новаторские методы, нейрохирургом, также заинтересованном в общих проблемах функционирования мозга; затем он работал вместе с Лешли в лаборатории Йеркса. Под их влиянием Хебб стал подчеркивать роль мозга как центральной организующей инстанции, что подрывало бихевиористские теории научения, делавшие акцент на связи стимула и реакции. Эти работы продолжил Карл Прибрам (Karl Н. Pribram, род в 1919 г.). Он начинал свою карьеру как нейрохирург, и эти навыки помогли ему в последующих исследованиях — сначала в Йельском университете, затем в университете Стэнфорда. Он рассмотрел возможность того, что характер, или тип, мозговой организации не повторяет характер, или тип, психологической организации. Он предполагал, что психологическое исследование должно следовать собственным понятиям и не ограничивать себя идеями, согласующимися с современными знаниями о мозге. Задача, с точки зрения Прибрама, заключалась в том, чтобы изучить все модели и метафоры деятельности мозга, даже если для этого понадобится выйти за пределы имеющегося массива знаний, чтобы увидеть, как возможно если не объяснить, то представить психологические явления в качестве структур мозга. К примеру, в 1970-е гг. Прибрам и его сотрудники изучали голограмму — воспроизведение цвета в трех измерениях — как способ изобразить зрительное восприятие и память в мозге, что произвело большое впечатление на обывателей. В 1962 г. биофизик из Массачусетского технологического института Фрэнсис Шмидт (Francis О.Schmitt, 1903–1995) предложил Программу нейронауки, чтобы объединить ведущих исследователей из разных областей и таким образом создать единую дисциплину. В результате термин нейронаука закрепился, но область по-прежнему оставалась очень разноплановой.