L'étude de l'esprit préoccupe aussi bien le philosophe, le psychologue, le cognitiviste et le neuroscientifique.
Mais de nouveaux signes de convergence émergent dans l'élaboration d'un savoir homogène, malgré la reconnaissance de la diversité historique de chacune de ses branches constitutives. C'est cette tension qui est prise pour cadre d'analyse épistémologique. Comment les sciences du cerveau se sont-elles différenciées à partir d'une physiologie et d'une psychologie expérimentales ? Comment ces différenciations disciplinaires définissant chacune à leur manière les fonctions et les fonctionnements du cerveau ont évolué au XXe siècle pour tisser des liens entre méthodologies, concepts de constitution et finalement des cadres théoriques communs ? L'auteur, neuroscientifique et historien des neurosciences, répond à ces interrogations en confrontant l'histoire des différentes manières de considérer les fonctions du cerveau par la physiologie, la neurophysiologie, les neurosciences et les sciences cognitives.
Il n'est plus question de parler seulement de réductionnisme au sens strict, d'éliminativisme, de pluralisme scientifique ou d'unité de la science. L'étude des fonctions du cerveau continue d'être d'une extraordinaire diversité. Pourtant, les méthodes et conceptions actuelles permettent d'en forger une épistémologie unitaire, complexe, fondée sur des convergences locales, mais nombreuses, entre mécanismes cérébraux et fonctions psychiques par des modèles animaux et chez l'homme.