對生命物質的看法本身在19世紀已經整體發生了變化。在那之前，人們認為它是一種濕黏液，具有生命力，其生命特征有不同的表現形式，從它可變的凝固狀態裏會產生複雜和有區別的結構。從20世紀頭幾十年開始，新型的顯微鏡糾正了一直以來困擾著研究者的顯微鏡的色差，人們開始注意到植物和動物組織中均勻的球形存在。由於出現了不同的理論視角，在這些“球狀物”中，構成所有活體組織的多種細胞開始被識別出來。事實證明，神經係統的細胞由於其特殊性而最難研究。然而，早在1837年在布拉格舉行的自然科學家和醫生會議上，捷克解剖學家揚·伊萬傑利斯塔·浦肯野（Jan Evangelista Purkinje）在其報告中稱，他發現梨形的“神經節”細胞沿著小腦皮層的中間層以規則的方式存在。後來這一細胞以他的名字命名[177]。
帕維亞大學有著悠久的顯微鏡研究傳統。1873年，30歲的卡米洛·高爾基（Camillo Golgi）已經是切薩雷·隆布羅索（Cesare Lombroso）在精神病院的助手。他設計了一種被稱為“黑色反應”的技術，能夠使神經細胞的精細結構具有可見性和可調查性[178]。一段時間之後，其他組織學家用高爾基的方法獲得了類似的結果，他們對其創新能力大為讚賞。馬德裏的組織學家聖地亞哥·拉蒙·卡哈爾（Santiago Ramón y Cajal）通過在歐洲宣傳其研究成果，使之更加完善，並迅速獲得成功。（圖3.9）高爾基被迫宣傳黑色反應的優越性，並用他自己的網狀概念（即大腦是一個彌散的神經網絡）對抗他憎惡的西班牙同行的概念（他們認為神經細胞是獨立細胞）。1906年，卡哈爾與高爾基的衝突在斯德哥爾摩達到了**，在共同獲得諾貝爾獎的儀式上，高爾基攻擊了對方的神經元理論，加劇了雙方爭論。同年，一本大衛·費裏爾的演講集得到出版。其中，查爾斯·謝林頓（Charles S. Sherrington）假設，神經係統的興奮和抑製現象，產生於一種神經間係統的作用，他在1897年已經將其命名為突觸。而在幾十年後，通過借助電子顯微鏡，人們才認識到它真正存在[179]。