第一節行為學研究
生理心理學研究的中心問題是腦的工作和行為的關係，所以不能忽略對行為的觀察和分析。要分析行為的性質，須注意觀察行為的模式、運動的組成部分和它的功能，為此首先要做客觀的和盡可能的數量化的記錄。
(一）行為的量化
對動物的任何行為都能做數量化的分析，例如，奔跑的速度，跳躍的高度，伸腿的強度，還有，內髒反應如心搏的變化，內分泌腺的活動，對刺激反應的速度（潛伏期），在一定時間內某種行為或動做出現的次數或頻度等，也都能做數量化的記錄和分析。現在，行為的數量化的記錄和分析數據多可以用自動化的記錄儀器和計算機聯合記錄和處理，例如，由計算機程序控製的行為研究實驗箱，可以記錄實驗動物走動、直立以及蹲坐時間的電子儀器等等。動物的某些簡單的反應行為也可以用秒表、記數機和紙筆記錄。隨著電子計算機的廣泛應用，人類的各種行
為學實驗幾乎全部可以用電腦記錄其反應以及反應時，為人類行為學研究提供了極大的方便。
(二）行為性質的觀察和分析
要使行為的數量化分析有意義，首先要確定行為的性質，否則數量的分析是沒有任何意義的確定行為的性質必須對行為進行細致的觀察，要注意行為出現的情境，行為的模式。通過對行為的觀察，分析行為的性質，結合行為的量化指標，可以用於各種動物以及人類的行為研究。腦的活動和行為表現往往是很複雜的，用一種方法難以獲得完全的認識。如果
用不同的方法，從多方麵對一個問題進行研究得到了一致的結果，就會更合理、全麵地理解它，就會給人們提供對於這個問題的更全麵的知識。最後還應指出，雖然生理心理學的研究可利用的技術和方法很多，但是無論用何種技術和方法，首先要明確所研究的問題的性質，才能選擇更合適的方法，這就是“以問題為中心的研究方法的關鍵所在。
第二節腦結構和功能關係的幾種假說
一、定位學說
形成了腦功能定位學說的雛形。加爾研究人類顱骨的外部特征，並將這些特征與行為的某些方麵聯係起來。他的基本假設就是，顱骨突出說明相應的皮層發育完好，有較強的能力；而顱骨凹陷表示下麵的皮層發育差，該皮層相應的能力則不足。加爾提出了27種重要的官能，如聰明、探究精神、忠實、競爭性、自愛、好色等。每種官能都有對應的顱骨特征和位置。現在看來，在許多方麵是不科學的。首先，他們列舉的許多官能沒有精確的定義，也無法進行定義；其次，顱骨的某些外部特征與皮層的發育程度不是嚴格相對應的，因此，不能用顱骨的外部特征來推測腦的發育程度，更不能以此來判定人的能力的強弱。但不可否認，顱相說把人的心理功能與顱骨的外形特征聯係起來，企圖揭示它們之間的對應關係，因而推動了有關腦結構與功能的定位研究。
真正的定位說開始於失語症患者的臨床研究。首先提出語言定位於大腦額葉，並提出了大腦功能的不對稱性觀點。1861年報告了一例左側額葉病變引起的語言表達障礙的嚴重失語症患者，這位患者右側身體癱瘓，語言的理解智力的其他方麵正常。1874年描述了一例左側顳葉病變引起的以語言理解障礙為主的失語症患者，這種患者自動語言流暢，但所說的話沒有任何意義；患者聽覺正常，但不理解別人的語言。這些發現提示語言功能的偏側化，同時說明語言的理解和表達可能是由不同的腦區負責的。
20世紀40~50年代，加拿大神經外科醫生？對腦損傷患者的係統研究大大促進了定位說的進一步發展。他用電刺激法研究顳葉功能時發現，微弱的電刺激能使患者回憶起童年時的一些事情，這說明記憶可能定位在顳葉。另外，科學家還發現，杏仁核和海馬與記憶有關，下丘腦與進食和飲水有關，這些發現是腦功能定位學說的重要支持證據。
二、整體學說
與定位說針鋒相對，很早以前就有一些學者提出了腦功能整體學說，弗洛倫斯在動物腦損傷後行為障礙的恢複研究中，提出了腦功能整體學說的觀點。實驗中局部毀損雞和鴿子腦的一部分，開始導致了雞和鴿子行為異常，如很少運動，不吃不喝，但一段時間以後，動物幾乎可以康複到接近正常的水平。弗洛倫斯進行了許多實驗，結果模式都是這樣。根據這些發現，他認為，不存在皮層功能的定位。功能的喪失與皮層切除的大小有關，而與特定的部位無關。如果所有皮層都被切除，那麼各種智力功能都會喪失；如果有足夠的組織保留下來，所有的功能就都可以恢複。強調腦功能的整體性，對加爾提出的顱相說進行了批評。但他所用的實驗動物都沒有新皮層，而且他所說的動物智能和加爾所說的人的智能是完全不一樣的。
20世紀中葉，1890~1958年進一步完善了腦功能的整體學說。他采取腦毀損技術研究了鼠的迷宮學習實驗。結果發現，在大腦皮層損傷之後，動物的習慣形成出現了明顯的障礙，這種障礙與腦損傷的部位無關，卻與損傷麵積的大小有密切關係（平均相關為0.75）。由此，“舊巧引申出了兩條重要的原理：均勢原理和總體活動原理。按照均勢原理，大腦皮層的各個部位幾乎以均等的程度參與了行為的學習過程；按照總體活動原理，大腦是以總體發生作用的，學習活動的效率與大腦受損傷的麵積大小成正比，而與受損傷的部位無關。
三、功能係統學說
第二次世界大戰期間，。血1902~1977及其同事們有機會對因戰爭而造成的大量腦損傷患者的腦功能障礙和康複進行了係統的研究。研究發現，腦的特定部位損傷，往往不是導致某一孤立的心理功能的喪失，而是引起某種綜合征，即引起一係列過程的障礙。基於大量病例的臨床觀察和康複訓練，如指出了大腦功能“狹溢”定位的明顯不足，認為不能機械地把人的心理活動功能與嚴格限定的大腦某一部位聯係起來。
研究的另一個重要發現是，在大腦皮層某些部位損傷之後，與這些部位相聯係的某些基本生理功能是難以恢複的。但是，借助於功能改造的方法，卻可以使一些比較複雜的心理功能得到恢複。例如，由於枕葉損傷引起的閱讀功能的障礙，可以借助於對字母的觸摸和描繪而恢複。根據這些研究，認為腦是一個複雜的動態功能係統，提出了腦功能係統的理論。在這些功能係統的個別環節受到損傷後，會出現相應的高級心理功能的障礙，但大腦皮層的功能定位是一種動態的和係統的功能定位。
將腦劃分為3個相對獨立，但又相互聯係的功能係統，這就是的3個功能係統理論：
(一）第一功能係統
是動力係統，負責調節激活與維持覺醒狀態。由腦幹網狀結構和邊緣係統等組成。它的基本功能是保持大腦皮層的一般覺醒狀態，提高它的興奮性和感受性，並實現對行為的自我調節。第一功能係統並不對某個特定的信息進行加工，但卻提供了各種活動的背景。當這個係統受到損傷時，大腦的激活水平或興奮水平將普遍下降，並影響對外界信息的加工和對行為的調節。
(二）第二功能係統
是信息接受、加工和儲存的係統，它位於大腦皮層的後部，包括皮層的枕葉、顳葉和頂葉以及相應的皮層下組織。它的基本作用是接受來自機體內、外的各種刺激（包括聽覺、視覺、一般機體感覺），對它們進行加工分析與綜合並把它們保存下來。