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所幸的是，加拿大学者没有追随行为主义的大流。事实上，蒙特利尔的第一位神经外科医生怀尔德·彭菲尔德（Wilder Penfield）有了一系列重大发现。他的研究对象是严重的癫痫患者，他们的病情严重到只有去掉部分引发病症的大脑皮层才可控制。为了确定病灶位置，彭菲尔德用探针对局部大脑皮层施加电刺激，并观察病人的反应。在手术期间，病人处于清醒状态，只接受局部麻醉，因此可以口头回应自己是否有感觉。彭菲尔德发现，大脑感觉和运动皮层存在对应躯体各器官的图谱，换句话说就是对人体的物理表征。 (2) 大脑皮层表征的身体器官与真实尺寸不成比例。相反，它与器官的神经分布数量成正比：神经越多，对应的脑区面积越大。彭菲尔德连同他的亲密助手、生理学家赫伯特·贾斯珀（Herbert Jasper），共同启动了对脑功能定位的研究。彭菲尔德写道：“不管移除哪一部分脑区，意识依旧存在。但是，当高级脑干（间脑 (3) ）因为外伤、压力、疾病或局部癫痫放电而受损时，会不可避免地出现意识丧失。”不过，他很快认识到：“如果假定存在一个脑区为意识所在地，即意味着对笛卡儿理论的重提，并为之提供可取代灵魂之座的松果体的选项。” 6
彭菲尔德进一步描述说，尽管间脑或者说皮层下结构负责加工感觉信息，信息其实会在皮层下结构和皮层不同区域间来回传递，“因此，心智活动可能由间脑和皮层的合作产生，而不仅限于间脑” 7 。他还提出，将注意放在产生意识活动的心智状态上是获得意识体验所必需的最后一步。他预测这一过程属于间脑的功能之一。我们可以发现，彭菲尔德文中使用的“意识”一词具有两个含义。其一指的是惊醒、觉醒的意识状态，即非昏睡状态。其二指的是笛卡儿所说的意识，即想法和关于想法的想法，在此基础上，他又添加了注意这一必要成分。
彭菲尔德为他的团队引入了一位名叫唐纳德·赫布（Donald Hebb）的心理学家，他负责研究脑损伤对病人的影响以及手术对脑功能的改变。赫布在离开时对脑活动决定行为的观点已深信不疑。如今在我们的眼里，这似乎是一个基础知识，对数百年前的盖仑来说亦是如此，但是，在1949年，身心二元论依旧是一个支持者众多的理论，同年，赫布所著的《行为的组织：一个神经心理学理论》（ The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory ）一书出版。在心理学界被行为主义掌控的年代，赫布对还处于黑箱状态的大脑大胆出手，并像风暴一般席卷了整个心理学领域，对经验主义者休谟和行为主义学者们设下的条条框框做了个鬼脸。他推测许多神经元能组成联合体，共同构成一个独立的加工单元。单元间的连接模式形成算法，算法又决定了大脑对刺激的反应；连接模式是可改变的，算法也会随之变化。这一观点诞生了那句名言：“一同激活的细胞连在一起。”根据这一理论，神经元的连接模式中或存在学习的生物基础。赫布还指出，大脑不仅在刺激出现时活动，而且一直保持运作；来自外界的输入只能对持续进行中的脑活动造成影响。赫布的假设对人工智能神经网络的设计者来说是非常合理的，并被实际运用于计算机程序。赫布对大脑黑箱的一番窥探，同时掀起了一场对抗行为主义的革命。