科學研究的目的是要達到對研究對象的本質的、規律性的認識，而這種認識最終要以理論的形態體現出來。美國芝加哥大學的維姆薩特曾在一篇論文中指出：“斯佩裏的學說（指心——腦相互作用論）是與他的經驗性研究緊密結合，並且是用這些研究來說明的，其中尤其是‘分離腦’的研究導致了他的理論的實現。”
斯佩裏一方麵立足於20多年分離腦研究中的科學新發現，以此作為建立新學說的科學依據；另一方麵試用係統理論來解釋意識的起源和發展，腦和精神的因果關係。腦以及神經原的組織結構和特性功能等問題，提出了心理——腦相互作用理論。
斯佩裏認為，意識是腦過程的突現特性，“隻有在大腦高層次活動中突現出來的某些動力的整體特性才是意識現象。”精神事件是因果性的，而不隻是相關性的。高層次的精神下向控製低層次的神經生理。在他看來，腦猶如一個巨大的突現新現象的發生器，它所突現出來的新現象對低層次的活動施行著由上至下（即向下性）的控製。同時，腦與精神是同一個連續層次中的不可分割的部分。腦的次原子元素向上經過分子、細胞、神經回路直至具有意識特性的腦過程等，是一個由下向上的因果性和決定性反之，高層次的意識現象又對低層次的神經生理以至神經細胞等施行下向性控製，這就是心——腦相互作用。
斯佩裏還認為，在正常情況下，胼胝體將兩側半球的意識功能聯結成為一個單一的統一過程。因此，胼胝體的活動成了意識事件的一部分。大腦兩半球被分離時，意識經驗也隨之被分離，結果形成了兩個獨立意識領域。大腦兩半球各有自己專門化的高級功能，右半球在音樂鑒別、空間辨別、圖象識別以及情感表達等方麵優勢於左半球。大腦兩半球在功能方麵既有獨立性又有互補性。在正常狀態下，大腦兩半球緊密地結合得如同一個單位而進行工作，而不是一個開放著另一個閑置著。兩半球的意識活動時刻處於相互影響、相互作用之中。
兩側半球的意識可作為更高的突現實體，因為“它不僅超過左腦和右腦的意識之和，而且對於思想和行動具有直接的超越的力。”
斯佩裏在腦——意識研究方麵的發現和論證，對行為主義者的假說作了有力的駁斥，對機械的還原論的學說也作了抨擊，對二元論的觀點也作了批判，使得70年代對精神和腦關係問題從原先的非因果關係的，心身二無論的觀點轉變為一種新的因果關係的、相互作用的解釋。這是一個重要的轉折，用斯佩裏的話來說：“發生了心理學的革命。”因而，斯佩裏的“心理——腦相互作用論”在70年代受到了哲學家、心理學家及教育學家的推崇。
斯佩裏在大。腦高級功能方麵的新發現經曆了一個長期的、艱苦的探索過程，它始於本世紀40年代的神經胚胎學研究，基於50年代的動物“分離腦”研究，成於60年代的人“分離腦”研究。他以令人信服的科學事實，揭示了人腦兩半球功能的高度特化，修正了流行100多年的“左半球優勢於右半球”的傳統觀念，並提出了心——腦相互作用假說。
斯佩裏之所以能夠在研究大腦兩半球功能分工上作出如此重大的科學貢獻，關鍵在於他著力把握實質性問題，善於選擇突破口，巧妙設計實驗方案，精心進行實驗，既有研究總方向，又有階段性目標，是一個連續探索、不斷發現的過程。他的科學發現模式可概括為：問題——實驗——證偽——假說。即從知識背景中善於找出問題，然後精心設計實驗步驟，再依據實驗所得之科學事實，證偽傳統的理論，提出新的假說。
為了研究大腦兩半球的具體的高級功能，斯佩裏獨辟暖徑，采用了與傳統的研究方法迥然不同的“隔離法”，即利用切斷大腦兩半球之間的通路（胼胝體）的特殊的解剖情況，在確保左、右腦半球功能完好無損的狀況下，使左、右腦半球各自處理輸入的信息互不交往，以此來確定大腦兩半球的具體的高級功能。這是他能夠成功地揭開大腦兩半球之謎的關鍵性一步。
科學研究是一個不斷探索未知的過程，科學的發現是曆史的和邏輯的發展的必然產物。
具有豐富的科學知識和敏銳的洞察力的科學家往往可以從一個問題開始，尋根溯源，不斷深入，由此導致接二連三的新發現，甚至引起科學上的革命，斯佩裏的科學發現過程正是如此！