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Consideraba que el cerebro era la sede del pensamiento y las emociones
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Consideró el cerebro lo suficiente como para llegar a direccionar y estudiar el cerebro de vacas, ovejas, cerdos, perros, gatos, comadrejas, monos y simios.
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Observó que algunos movimientos del cuerpo humano eran automáticos e involuntarios; no requerían la participación de la mente. Descartes llamó a esto "actos reflejos"
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Sentó las bases para las ideas modernas de la construcción de los nervios. Descubrió que la estimulación eléctrica de los nervios en la pata de una rana causaban contracciones musculares.
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Se destacan sus doctrinas sobre la voz, el habla, el oído, así como las propiedades físico - químicas del sistema linfático, el quilo y la sangre
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Fue un obrero de ferrocarriles, quien debido a un accidente sufrió daños severos en el cerebro. Dicho accidente permitió estudiar las lesiones del cerebro en el lóbulo frontal.
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Inventó el oftalmoscopio y también midió la velocidad del impulso nervioso.
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Demostró que los problemas del habla están asociados con un daño en la región del lóbulo frontal izquierdo que se conoce como el área de Broca
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Publicó el primer libro de psicología fisiológica y la primera revista especializada en esta área de conocimientos en la que publicó los experimentos que realizó en el primer laboratorio.
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Estimuló pacientes conscientes sometidos a cirugía cerebral para trazar franja motora humana (o corteza motora) en el lóbulo frontal franja sensorial en el lóbulo parietal
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Surge la Teoría de la Neurona: la cuál sostenía que las células nerviosas son unidades independientes.
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Inventó el primer instrumento estereotáxico para el cerebro humano. Trabajó con pacientes que tenían epilepsia y necesitaban cirugía cerebral
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Promulgó que remover el hipocampo conlleva a dificultades en la formación de memorias remotas nuevas.
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El gobierno de Estados Unidos y algunas agencias Internacionales de investigación, denominaron la década de 1990, "la década del cerebro". El objetivo era concientizar sobre los beneficios del estudio científico del cerebro.