В то же время эксперименты с использованием высокоинвазивных процедур, включая подключение электродов к различным частям мозга человека или животного, были направлены на то, чтобы показать, как именно функционирует мозг. В одном эксперименте стимуляция одной стороны мозга вызывала движение противоположной стороны тела. Два немецких физиолога, Густав Фрич и Эдуард Хитциг, лечили солдат с травмами головы и выясняли, какая часть мозга способствует произвольным движениям тела, воздействуя электростимуляцией на их затылки. Затем они повторили этот эксперимент с собакой. Дэвид Феррье, тот самый невролог, который открыл моторную функцию, удалял префронтальные доли обезьян и обнаружил, что их двигательные навыки при этом не повреждались, но личностные свойства серьезно изменялись. (Он также станет первым ученым, которого будут судить по Закону 1876 года о жестоком обращении с животными.)
Оливер Сакс отмечал, что большинство исследований мозга исходят из недостатка способностей. Пациент с определенным дефицитом дает ученым возможность найти причину и, обнаружив ее, узнать о работе мозга. В самом известном раннем случае железнодорожный рабочий по имени Финеас Гейдж получил травму головного мозга после того, как железный прут вошел в его голову над скулой и вышел из верхней части черепа. Он чудом выжил и был способен видеть, ходить и говорить, но его личность претерпела существенные изменения, он постоянно извергал ругательства и пренебрегал правилами приличия. Возможно, этот случай впервые приподнял завесу над тайной функцией префронтальной коры. В 2012 году, более 170 лет спустя, исследователи из Лаборатории нейровизуализации Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, используя комбинацию высокотехнологичной аппаратуры и 110 изображений виртуального черепа Гейджа, предприняли новую попытку объяснить утрату исполнительных и эмоциональных функций и то, как это проливает свет на последствия черепно-мозговой травмы и дегенеративных состояний, таких как деменция.
Со временем были разработаны инструменты, позволяющие исследователям заглядывать внутрь мозга без подобных инвазивных процедур. ПЭТ-сканирование[7] уступило место ЭЭГ[8], компьютерной томографии и МРТ, которые создают высокоточные изображения головного мозга и используются для диагностики травм головного мозга, опухолей, деменции, инсультов и многого другого. Технология фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) развивает технологии еще на шаг вперед и показывает деятельность головного мозга.