Se creía que las sensaciones se registraban y los movimientos se iniciaban por el movimiento de los humores hacia los ventrículos cerebrales o desde estos a través de los nervios, pensando que eran tubos huecos como los vasos sanguíneos.

Los científicos reconocieron que el sistema nervioso tiene una división central que se compone del encéfalo y de la médula espinal y una división periférica, que consta de la red de nervios que se distribuyen a lo largo del cuerpo.

Un importante avance en neuroanatomía llegó con la observación de que en la superficie del cerebro de todas las personas podía identificarse el mismo patrón general de protuberancias (llamados giros) y ranuras (llamados surcos o cisuras)

Descartes creía que la mente es una entidad espiritual que recibe las sensaciones y ordena los movimientos comunicándose con la maquinaria del cerebro por medio de la glándula pineal

Estos descubrimientos desbancaron finalmente la idea de que los nervios se comunican con el cerebro por el movimiento de líquido. El nuevo concepto consistía en que los nervios son «cables» que conducen señales eléctricas hacia y desde el cerebro.

La comunicación bidireccional a través de los mismos cables fue sugerida por la observación de que, cuando se corta un nervio del cuerpo, habitualmente se produce una pérdida tanto de la sensación como del movimiento en la región afectada.

Bell encontró que, al seccionar sólo las raíces ventrales, se producía una parálisis muscular.

Más tarde, Magendie demostró que las raíces dorsales transportan información sensorial a la médula espinal.

Concluyeron que en cada nervio hay una mezcla de muchos cables: algunos llevan información al cerebro y a la médula espinal y otros a los músculos.

Bell propuso que el origen de las fibras motoras es el cerebelo y el destino de las fibras sensitivas es el cerebro.

Bell y Magendie para identificar las funciones de las raíces espinales deciden destruir estas partes del cerebro y evaluar las deficiencias sensitivas y motoras. Este enfoque, en el que unas partes del cerebro son destruidas sistemáticamente para determinar su función, se llama método de ablación experimental.

También concluyó que el cerebro está implicado en la sensación y la percepción, tal como Bell y Galeno habían sugerido antes. A diferencia de sus predecesores, sin embargo, Flourens aportó un apoyo experimental sólido para sus conclusiones.

Aunque la comunidad científica predominante nunca tomó en serio las propuestas de los frenólogos, sí capturaron la imaginación popular de aquel tiempo. De hecho, un texto sobre frenología publicado en 1827 vendió más de 100 000 copias.