上述话题备受争议。与苏格拉底同时代的第二代毕达哥拉斯主义者、克罗托内人菲洛拉斯（Filolao di Crotone）也讨论了这一主题。在其作品的第13章中列举了动物被赋予理性的四个原则（archai），也称四个中心：提供思想原则的大脑、控制灵魂的心脏、促进胚胎发育的肚脐、排放种子和生育的**。
柏拉图曾赴西西里暴君狄奥尼修斯（Dionigi）的宫廷，买下一本书并依此著成《蒂迈欧》一书，这本书可以追溯到他在雅典去世之前的最后创作阶段。第欧根尼·拉尔修（Diogene Laerzio）认为这本书的出现应归功于菲洛拉斯。该书叙述了宇宙和生物通过伟大创造，为凡人的肉体赋予不朽的灵魂。书中提到了柏拉图此前已在《理想国》中提过的灵魂三分法。他一直坚持这一理念，随着时间的推移，它也变成了柏拉图思想的“原型模式”之一。
我们在《蒂迈欧》（69b—73d）中可以读到，身体包含着奔涌磅礴的**：首先是快乐，对恶的奉承；远离善的痛苦；大胆与恐惧，然而它们对于危险的预感却是迟钝的；隐忍的愤怒和希望，易受欺骗的心灵。神性被束缚在人的头脑中，为了避免玷污它，躯体通过脖颈的峡谷状结构，与头部相分离。灵魂的凡人属性体现在胸腔中，胸腔分为两部分。第一部分天性好强，雄心勃勃，勇猛易怒，男性气概占据了横膈膜和颈部之间的空间，以压制违抗大脑命令的欲望。心脏作为静脉的终点和流向四肢的血液的源头，则扮演哨兵的角色；肺部具有冷却作用，它能提供呼吸，帮助缓解焦躁。凡人灵魂的第二部分为欲望（epithymetikon），它位于横膈膜和肚脐之间，就像一头蜷缩在摇篮中嗷嗷待哺的野兽，渴望食物、饮料及一切为身体兴致服务的物质，同时也以此延续人的生命及种族。由于无法理解理性的戒律，欲望总是被幻影所迷惑，为此，众神赋予它肝脏。肝脏既是一面镜子，能够接受来自心灵的印象并将其转化为图像，也是人们用来占卜的部位。它时而受苦涩震慑，时而受甜蜜安抚。饮料和食物的容器是下腹部，它与所有肠道协同运作，而肠道的作用是减缓物质的通过和流出速度，以防止持续和贪婪的进食需求干预人类参与哲学和艺术。《蒂迈欧》还阐释了其他身体部件的创造过程。“髓”是身体各部分共有的，其中有比例适当的四种元素，被分割成许多部分。身体中有一个用来容纳神种的球形，被称作“脑”，受头骨保护。柏拉图预见了人最神圣的部分，即主宰所有其他部分的器官，是如何通过模仿宇宙中的球形而被创造的；身体的其他部位则为它服务，防止它在不平整的地面上滚动。因此，腿和胳膊的构造不可或缺。头还被赋予了比“背面”更有价值的“正面”——正面有“脸”以及适应灵魂需要的感觉器官（《蒂迈欧》44d—45b）。
上述解剖学图像和社会政治图谱之间，存在着一种对应关系。在《理想国》第四卷（434d—444e）中，由三大阶级（工匠、战士、统治者）构成的等级制度，与心理的原始三分法有所关联。社会主要的冲突体现在理性需求和非理性需求之间，前者负责命令或禁止，后者则产生欲望和促使满足欲望。存在第三个用于协调的中间元素，即荷马史诗中的气魄（thymos），它是理性需求的自然盟友。就像灵魂各个部分之间协调合作一样，只有国家的各个阶层各司其职时，才能实现正义，而维护正义是整个社会的目标。从这个角度来看，该理论存在灵魂政治化、政治心理学化的倾向。在《蒂迈欧》的宇宙论神话中，“灵魂—城市—身体”三者的关系被紧密联系在一起。灵魂被躯体化了，它的三个部分分布于不同区域，而身体则被心理化了，它成为一个动态的、充满矛盾的结构，服务于理性。
柏拉图将他那个时代的和在他之前的自然主义理论作为其理论工具，他的目的并非促进人们对大脑或其他身体器官的了解，而是揭示困扰“心灵”和“政体”（polis）的等级观念。他的研究出于一种“纯粹的外在兴趣”，因此他对于大脑、心脏和肝脏之间的联系并没有那么强烈的探索欲，其实际目的在于从伦理和政治两方面对当时的生理学提供一种解读。[32]毕竟，对柏拉图而言，如果感性使人失望，表象的世界使人迷惑，那么思想的本质就只存在于理想的形式中，必须以不同的方式来把握。
在对身体的认识上，与柏拉图相比，亚里士多德的研究和著作，更加不同寻常，更加谨慎复杂，而且他意识到了柏拉图构思的缺陷。当时，俄耳甫斯教、毕达哥拉斯的传统理论渐渐失去地位，人们对来世的设想、对死后灵魂自主生活的猜测也随之消解。没有身体就没有灵魂，没有灵魂就没有身体。尽管灵魂中存在着神圣、不朽、永恒的部分，并且它被赋予了思考的能力，但人们对此还没有一个精确的、系统的认知。亚里士多德在解释这一点时含糊其词，为未来人们的阐释设下了阻碍。他的百科全书从物理学开始研究，关注焦点从天文学、大气现象逐渐转至人类。正如我们在《天象论》（Meteorologici，338a—339a）中读到的那样，当时的人们构想是否有可能从一般和特殊的角度，分门别类地说明动物和植物的相关问题；而处理这些问题是一项宏大的事业，能否有开端都很难确定。阐释生命科学的内容，约占亚里士多德全部作品的三分之一，其描述明显继承了早期的自然主义传统，并且受到了苏格拉底、柏拉图式教学的影响。但他在此基础上也有所超越，并通过整体性的视野和方法，对前人的成果进行了修订和修改。
在亚里士多德的理念中，至少有三个重要概念源于恩培多克勒：物质是由四种元素（水、火、土、气）和四种质量（热、冷、湿/**、干/固体）构成；“热”在有机体和精神生活中具有中心地位；心脏和血液在身体中有主导性。另一方面，亚里士多德还从爱奥尼亚学派继承了某些观点，如空气在生命中的作用，以及与生殖和生长现象有关的思想。他也经常引用希波克拉底的各类作品，但却完全颠覆了生命科学对医学的依赖关系，认为医学是一种应用技术。通过对农民、养蜂人、渔民、猎人、屠夫和鱼贩的经验知识的分析，亚里士多德获得了信息，充实了上述理论观点。他对昆虫、软体动物、棘皮动物、爬行动物甚至哺乳动物的分析，以及对鸡胚胎发育的研究，都是通过观察来完成的。[33]
最重要的是心脏。得益于男性**提供的热量，心脏是胎儿第一个发挥作用的器官，同时也是最后一个死亡的器官。在血液有机体中，心脏还是热量的来源和维持基本生命功能的工具。上帝在身体里，仿佛一个独立存在的灵魂（《动物的运动》），这是大自然的生命之火成长的温床。心脏在中心地位，其余器官越靠上等级越高。可以用水的比喻阐明人体各部分的根本性差异：与水流沉积的泥土相似，每一个内脏都是由血液沿静脉流动留下的沉积物形成。虽然没有任何静脉从心脏中穿过，但它是静脉的根源，它自身也充满了血液（《论动物部位》）。在生殖过程中，胎儿的心脏通过消化过程发挥着基本作用。事实上，**是营养“凝聚”（pepsis）的残留物，它的主要作用是增强和维护身体运行。
心脏含有大量肌腱成分（neura），与静脉一起连接身体的其他部位，并通过这些肌腱的收缩和放松把运动传递全身。心脏的中间是植物性和感觉性灵魂的所在地。作为感觉器官（sensorium commune），来自外部感官的数据，将通过一个渠道和血管系统从周边汇聚于此。在亚里士多德时期，尚没有将神经作为解剖结构的概念。此后不久，亚历山大地区的医生识别并区分了感觉和运动。
在亚里士多德的文本中，多种身体功能（包括感觉运动功能）的主要媒介是先天的气（普纽玛）。这是一种特殊的物质，类似于组成行星的元素（《动物的繁殖》），它也是灵魂的器官。就其本身而言，理性的灵魂为人的第三层次所有（前文所述统治者），不与身体混合。尽管受到物质因素的影响，它也与心脏的多态作用有关。
应当注意的是，亚里士多德所处的时代，解剖尸体似乎并不合乎法律规定；但此后不久，在托勒密王朝的亚历山大城，此举获得了暂时性的法律准许。亚里士多德发现所有自然现实都具有奇妙之处，即使是最卑微的生物也有，当他解剖研究各类生物并为其辩护时，有时也有些许厌恶感。如果有人认为对动物的解剖学观察不值得，那么在解剖人体，研究其血液、肉、骨头、静脉时，更会感到厌恶（《论动物部位》）。因为当时流行的信仰是活人的某些特性在死亡后也会保留，所以人们并不赞同风干尸体的做法。当时有这样的葬礼仪式习俗：人们在坟墓中留下食物，以便死者能够自我供给。而且只要尸体未被埋葬，灵魂就无法到达冥府，因此埋葬尸体是一种虔诚的行为。比如索福克勒斯笔下的安提戈涅，她为了埋葬弟弟波吕涅克斯，遭受克瑞翁的谴责，最后导致自杀。肢解尸体是一种暴力行为，人们甚至会担心幽灵的报复，更不必说腐烂的尸体还有极大污染性。因此，亚里士多德接受并宣称，他必须对那些在某种程度上与人类性质相似的动物的内部器官进行研究（《动物史》）。
在《论动物部位》中，有一段关于大脑的描述：大脑是一个被骨质外壳保护完好的对称器官，由水和土组成。根据亚里士多德的说法，有血液的动物和软体动物都拥有大脑，但人类的大脑体积最大、最潮湿，两层膜将其包围。紧随其后的是小脑，观察者仅凭眼睛的观察和手的触摸便能确定其不同。大脑可能会缺少血液和静脉，因此给人冰冷的触感。后继者以各种方式对亚里士多德在描述大脑时的模糊言辞与误判进行阐释。在得出大脑会给人冰冷的触感这一结论时，也许亚里士多德没有进行任何经验性的观察，或许他的叙述只是为了证实某一特定理论。更有可能的是，他的直接经验只涉及异温动物，如爬行动物，特别是变色龙和乌龟。这类动物的体温会随环境的变化而变化，其大脑可能比触摸它们的手还要冷，而这个最终观察结果后来被扩展到所有的动物身上。亚里士多德认为只有身体中那些有血液供应的部分才是敏感的，因此不能把任何感知过程赋予大脑。事实上，当亚里士多德触摸豚鼠时，它似乎没有任何感觉，没有任何类似人体某部分受到刺激时的反应。他还认为感觉器官只与心脏沟通，在触觉和味觉方面直接沟通，在视觉、听觉和嗅觉方面通过肌腱和静脉沟通。不过他并未详细解释这些沟通的运作机制。
亚里士多德式的目的论（即认为自然界从不做徒劳的事）顽固且无所不在：它能否容忍某个没有目的和功能的器官存在？大脑也必须有其目的和功能吗？奇怪的是，人们自然而然地认为大脑的存在是为了平衡心脏区域的热量。有血液的动物都有大脑，而其他动物则没有（《论动物部位》），这并非偶然。颅骨处有骨缝，它发挥着调节体温的作用，可以分散多余的热量和湿度，避免病理状态。亚里士多德认为与其他动物相比，人的骨缝最多，雄性动物比雌性动物更多：雄性动物的大脑更大，与更大的心脏和肺，以及更高的温度成正比（《论动物部位》）。几个世纪以来，人们一直就亚里士多德这一论断展开讨论，分析其得出错误结论的原因。毕竟按体重比例，部分动物（如小型哺乳动物和鸟类）的骨缝数量已经超过了人类，而所谓的男女大脑之间的差异也毫无理论依据。
亚里士多德认为睡眠现象也源于大脑。在拥有大脑的动物体内，大脑通过冷却来自食物的血流，使周围区域变得沉重，导致血液和热量向下降落。它们积聚在身体的下部区域，削弱了保持直立姿势或头部直立的能力（参见《论动物部位》《论睡眠》）。尽管亚里士多德是心脏中心论的权威拥护者，但很明显，在对身体的解释中，他牵强地把心脏和大脑联系在了一起，并认为两者相互依赖。作为“生命的主要器官”，最坚固的膜包裹并保护着二者，心脏处于第一位，仅次于心脏的是在动物体内形成的大脑（参见《论动物部位》《动物的繁殖》）。[34]
亚历山大大帝南征北战，建立了庞大的帝国，而他于公元前323年去世后，帝国也迅速倾颓——马其顿诸将（Diadochi）之间的继承战争导致其最终分裂。其中一位马其顿贵族托勒密（Tolomeo，和亚历山大同为亚里士多德的学生）在公元前305年自称法老。自此，他的王朝一直统治着埃及。公元前30年，他的王朝被罗马征服，亚历山大城便成了罗马帝国的伟大首都。为了权力和声望，在建造供奉科学和艺术的守护神缪斯（Mouseion）的大殿时，皇家进行了赞助。这个大殿也是会议和教学场所，设有一座大型图书馆，里面收藏了许多莎草纸。除此之外，托勒密的专制主义王朝不仅能为医生提供可解剖的死囚尸体，而且还提供可进行实验的活囚。[35]相关医生因此遭到指责：把尸体当作没有权利、可以随意摆弄的物品。他们为自己辩护，声称实践和解剖知识的益处，终会超过为此付出的代价，牺牲少数罪犯可以为所有无辜者带来巨大利益。
在这些医生中，有一位是卡尔西顿的希洛菲利（Erofilo di Calcedonia）。将近五百年后，他成了辩护士特图良（Tertulliano）的攻讦目标。后者称希洛菲利为“医生”或“屠夫”（lanius），而希洛菲利出于对“人的憎恨和对知识的热爱”，“在自然的审视下”解剖了六百具尸体（《论灵魂》）。他的十几篇论文没有一篇留存下来，我们只能在其他资料中找到他的相关信息，这些资料中记录了他对眼睛、大脑、神经、循环系统、肝脏和**的研究。作为一名技艺娴熟的解剖学家，据说希洛菲利能够将大脑与小脑（parenkephalis）区分开来，能够追踪大脑和脊髓的神经走向，并对三层脑膜进行了准确描述。
希洛菲利认为第四脑室是神经系统的中心和智慧的所在，将其比作用于书写的笔槽，并用“写翮”（calamus scriptorius）或“希洛菲利”（Herophili）一词来表示第四脑室的三角结构。不仅如此，他还用“窦汇”（torcular Herophili）这一术语来描述类似于按压凹槽的枕部的高度。通过大量的解剖研究，希洛菲利展示了神经元的解剖学特性：神经元源于大脑，分为感觉神经和运动神经。他也追踪了视神经的路径，以此对眼睛的某些部位进行了分析。他区分了静脉与动脉，对各类心脏搏动活动进行了分类，并通过水钟进行了测量。最后他在研究中对女性**与男性**做了比较[36]。
稍微年轻一点的埃拉希斯特拉塔（Erasistrato di Ceo）则是亚历山大医学院的另一位院长。他的作品大多失传，仅存只言片语。倘若要进一步挖掘他的思想，我们必须求助于后世的资料，如爱菲斯的鲁弗斯（Rufo d’Efeso）、索拉努斯（Sorano）、塞尔苏斯（Celso），尤其是克劳迪亚斯·盖伦（Claudius Galenus）的作品。根据盖伦在《论身体各部器官功能》（De usu partium）和《希波克拉底与柏拉图》（De placitis Hippocratis et Platonis）中的记载，埃拉希斯特拉塔将大脑的脑回，比作剖开腹部看到的蜿蜒曲折的小肠。这种相似性为后来的专家着手绘制皮质结构图像提供了极大便利。[37]
埃拉希斯特拉塔还将人的大脑与其他动物的大脑做了比较。他认为人类拥有更多和更复杂的脑回，因此在智力上更胜一筹。不过，到了公元2世纪下半叶，盖伦借助驴子的例子驳斥了这一论点。盖伦后来被奉为一个难以捉摸的神话般的人物，因为他观察出了运动神经和感觉神经与大脑连接的模式，并认定是“灵气”在传递感觉，从而让肌肉运动。他指出：驴子的大脑脑回显然不比人类的少，如何能假设这些脑回是衡量智力的标准？所以，人类的智力更多地体现在“思维”的独特优势上，而非受大脑构造的复杂性影响；并且，人类的高贵之处，不在于人类的大脑具有更大的质量，而在于人类的大脑具有“动物灵气”。科斯的普拉萨戈拉（Prassagora di Kos）和菲洛蒂莫（Filotimo）师徒二人（后者生活在希腊时代）曾提出：大脑上有吸盘吸附脊髓，正因如此，大脑才会扭曲延伸。盖伦则认为这一观点非常荒谬，予以驳斥，他认为与延髓相邻的小脑根本没有类似的沟回结构。此外，延髓靠近大脑的底部，其组成丝毫不弯曲（《论身体各部器官功能》第8章）。
当时人们称脑回为埃利格（eliké）或埃利格玛（eligma），盖伦对这些词语没有任何补充解释。受神学影响，他从不关心大脑的未知功能。但是他对心室的大小、位置、形状和分隔心室的小孔颇感兴趣：心室和分隔心室的小孔负责吸入和呼出空气，同时也输送“生命灵气”，心室之所以分为两个部分，是因为双器官比单器官更安全。他在文章中介绍了心室系统的解剖图像，并做了详细描述。事实上，盖伦并非是为了阐述心脏是灵魂所在，但在后来的一千多年里，对这种看似与灵魂相关的功能的描述引起了公众的关注，而大脑的物质存在仿佛只是为了与心脏做区分。在未来很长一段时间内，对大脑结构的重点强调，将成为关于大脑论述中的一大特征，后来几乎变成了唯一的话题。
盖伦解剖了猴子、猪和其他哺乳动物，但从未解剖过人体，因为罗马法律禁止这一行为（图1.3）。他在公元162年抵达罗马，此前，他曾在亚历山大主要院校的大师门下学习哲学和医学，并在其家乡帕加马的角斗士学校当了几年医生。他颇有野心，在马库斯·奥勒留（Marcus Aurelius）和塞普蒂米乌斯·塞维鲁（Septimius Severus）政权交替的时期，曾为多达四位皇帝服务。他的鸿篇巨制包括五百多篇论文，其中许多论文在公元191年的一场大火中烧毁，幸运的是，他本人得以生还。盖伦的作品有三分之一得以留存，在卡尔·戈特洛布·库恩（Karl Gottlob Kühn，1821—1833）编纂的二十卷作品中占了整整九千页。盖伦从生理学开始，对以前所有的医学、哲学和科学进行了总结。在非理性主义日益滋生的时代，盖伦试图推翻那些含糊不清、毫无根据的说法，揭露江湖骗术。而早在几个世纪前，希波克拉底就已经做过类似尝试，而盖伦的学说大多从希波克拉底那里继承而来。
图1.3：盖伦展示，被切断喉返神经后，猪会丧失发声能力，《盖伦全集》（威尼斯，1541年）扉页中的下部分插图。
盖伦的哲学医学是对人的普遍共性的研究，重在经验观察和严谨论证，也被认作是对希波克拉底医学、亚里士多德逻辑学和柏拉图人类学的某种融合。盖伦从柏拉图那里继承了灵魂的三分法，在他看来，这一理论在希波克拉底的著作中也被验证过。尽管盖伦对亚里士多德充满敬意，但他们的观点相去甚远，这种差异性在对大脑功能的认识上尤为明显。盖伦还提到了亚历山大的医学传统及其衰落。事实上，早在公元前2世纪，解剖法就已经失传（解剖经历了一种倒退，人们又回到了只解剖动物的时期）。在解剖人体是否合理的问题上，伦理、宗教性质的反对占了上风。
在盖伦最伟大的解剖生理学作品中，他讨论了人的身体各部分是如何被完美地设计出来的，人体是如何适应其作为有智慧的动物（甚至可以说是最具智慧的动物）的本质的。身体是灵魂的工具，每种动物的身体结构都差异极大，正是因为动物们有着不同的灵魂。盖伦作品的第八册到第十册，都在论述颅腔和感觉器官。他明确反对亚里士多德的观点，即大脑的功能是冷却来自心脏的热量。他指出，倘若如此，自然造物主就不会把大脑放在离心脏很远的地方，而事实上，在心脏附近有另一个冷却器官——肺。不仅如此，我们很容易发现，大脑总比空气温暖得多，这是对亚里士多德坚信的“事实”的有力反驳。亚里士多德同样坚持以观察为本的重要性，但他却否认解剖学证据，盖伦对此感到十分诧异。惊讶之余，他也提出了抗议，他抱怨道：“并非所有的感觉器官都与大脑有关，这一点毋庸置疑。”（《论身体各部器官功能》，第8章，615—617页、620—622页）斯多葛派的克里西普斯仅仅根据词源学论据或诗句便宣称，心脏即灵魂的所在地。盖伦认为他应受指责，因为唯有解剖能够做出证明——只有找到实现感觉、运动功能的源头和脉络，才能证明灵魂所在，但斯多葛派的克里西普斯并未做到这一点。
对呼吸的认识，代表了盖伦生物医学学说的基本观点。理性的灵魂和“气”（普纽玛）以呼吸这种方式联系在一起形成实体：前者通过后者，即质子有机体来表现其活动。“气”可用各种方式来诠释，围绕它发展出了具有深刻内涵的理论架构。在前苏格拉底时代，它被认为以空气的形式存在；后来，亚里士多德将其诠释为生命、感知和精神活动的基本媒介[38]；斯多葛派认为“气”有相当高级的功能；希洛菲利和埃拉希斯特拉塔继续沿用这一观点，但没有阐述出一个完整的理论。在盖伦看来，“气”的产生从吸气开始：空气在肺部被转化并转移到心脏的左心室，在那里，被心脏的先天热量影响成为重要的“生命灵气”；动脉将其输送至大脑，经过两种血管结构（即位于大脑基部的网状丛/奇异网和存在于脑室系统中的脉络丛）后，完成生命灵气向动物灵气的蜕变。 盖伦声称自己是第一个系统、严格描述心室系统的人，他在心室系统上进行了压力、切口、创伤实验，从而发现了“灵气”和器官的运作规律。至于灵魂，他没有在大脑中指出它的特定位置，没有解决它与身体的关系，也没有解决死亡的问题[39]。然而，还有一点不容忽视，希腊和拉丁的斯多葛学派、逍遥派，长期忠实地捍卫心脏中心主义，他们都是亚里士多德的后继者，比如阿弗罗狄西亚的亚历山大，他也很了解盖伦。
盖伦认为希腊语中的“大脑”（enképhalos）一词并不恰当。最初，“enképhalos myelós”的意思是“包含在头部的骨髓”，但骨髓和脊髓未被区分。为避免语义上的歧义，必须对它们精确命名，盖伦想推翻旧的理论。他指出大脑并非脊髓的一部分，相反，脊髓是大脑的延续。盖伦将大脑比作河流的源头，认为感觉和运动都从这里流过。这一器官有许多基础性的功能（甚至灵魂的高级能力也依赖这一器官），仅仅用图谱性的“enképhalos”一词描述似乎并不合适，无法揭示大脑的作用。随后，他提议用拉丁文的“cerebrum”来代替（《论身体各部位》，第8章第2节）。事实上，“cerebrum”这个词在词源上也并不是中性的：现在，它的印欧语词根是“*keres-”（身体的最高部分），它所指涉的更多是地点而非功能[40]。