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神经生理学派产生于20世纪40年代前后，代表人物有加拿大的潘菲尔德、瑞典的海登等一大批学者。该学派主要强调对心理的生理机制的研究。它主要从解剖结构、生物化学组成、电活动等三个方面对脑及神经系统结构与功能进行研究。例如，对脑的蛋白质、核糖核酸化学物质的研究；对大脑皮层机能定位的研究；对大脑的记忆过程的研究，等等。目前国际上有相当多的学者，包括生理学家、心理学家、神经生理学家、生物学家、化学家，他们有的甚至不惜放弃原来已研究多年的课题转而投入对神经生理的研究之中。
德国解剖学家加尔提出了大脑皮层功能定位的观点；法国生理学家弗洛仑斯用精确的切除法研究了人脑，发现了脑机能的整体性；法国医生布洛卡通过对患“失语症”的病人的尸体进行解剖，发现了左侧大脑皮层专管“语言”的机能区域的存在；德国医生弗立奇以及法国生理学家形齐格用电流刺激大脑皮层而发现了大脑皮层上的专管人体肢体动作的“运动”机能区的存在；加拿大医生潘菲尔德用微电极探查大脑皮层得到了更精确的机能定位，并首次发现了“记忆”机能区的存在；诺贝尔奖获得者柯贝通过对记忆的研究发现，记忆是通过大量的神经元的触突变化储存在中枢神经的大片网络上的，这种储存是扩布性的，很像全息照相；诺贝尔奖获得者斯佩里通过长期对“裂脑人”的研究，发现人的左右两个脑半球有分工，左半球主管语言、数理和逻辑等抽象思维，右半球主管空间形式、音乐和艺术等形象思维；瑞典生物学家海登在生物学上的DNA和RNA的发现之后，通过对动物的实验发现RPJA是记忆物质；美国哈佛大学医学院神经生理学教授休贝尔和威塞尔通过脑电的研究发现，大脑皮层的细胞还有进一步的分工，有的管看线条，有的管看角，有的管看运动等，这项研究于1981年获得了诺贝尔奖。
当前，国际上的神经生理学研究非常活跃。研究队伍不断扩大，研究手段越来越现代化。神经生理学派的根本任务，就是要揭开人脑这个“黑匣子”中的秘密，从而最终彻底揭示人的心理活动的全部内在奥秘。该学派方兴未艾，具有广阔的前景。