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.

En el cambio de siglo el científico italiano Luigi Galvani y el biólogo alemán Emil du Bois-Reymond habían mostrado que es posible hacer que los músculos se contraigan cuando los nervios son estimulados eléctricamente y que el mismo cerebro puede generar electricidad.
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.

De acuerdo con esta teoría, las diferencias entre las especies surgieron por un proceso que Darwin denominó selección natural.
La idea de que el sistema nervioso de diferentes especies evolucionó desde antepasados comunes y tiene mecanismos comunes es la razón por la que se relacionan los resultados de los experimentos en animales con los de los experimentos en seres humanos.
La mayoría de los neurocientíficos actuales utiliza modelos animales para examinar el proceso que quieren entender en los seres humanos. Por ejemplo, las ratas muestran claros signos de adicción si se les da la oportunidad de auto-administrarse cocaína de forma repetida. Por tanto, las ratas son un modelo animal válido para la investigación sobre el modo en que las drogas psicoactivas ejercen sus efectos sobre el sistema nervioso.