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Público su primer libro, sobre la importancia del papel de la sustancia gris del cerebro, las funciones de los nervios y de los ganglios, trató de establecer una relación entre la forma de los cráneos y el carácter.
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Sus obras las enfocó al cerebro y los nervios. Su libro An idea of a new Anatomy of the Brain ha sido llamada la "Carta Magna" de la neurología.
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Estudiante de Gall, fue el primero en publicar la imagen de una cabeza para ilustrar la craneometría plana de los órganos.
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Fisiólogo que concluyó que cada sentido se interpreta mediante la observación y el experimento, realizó el estudio sistemático de la estructura de los tejidos animales.
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En sus publicaciones del Journal de Physiologie Expérimentale et Pathologique explica las funciones de las raíces espinales y en 1824 realizó experimentos de la sección de los nervios craneales en perros vivos.
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Formuló la ley de las energías sensoriales específicas: la cualidad de la sensación no depende del tipo de estímulo que afecta a los sentidos, sino del tipo de fibra nerviosa que interviene en la percepción.
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Fundador de la ciencia experimental del cerebro, llevó a cabo investigaciones fisiológicas sobre funciones del sistema nervioso.
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Introdujo el método experimental en la psicología, es el precursor de la denominada relación de la física con la psicología.
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Naturalista británico formuló sobre bases científicas moderna teoría de la evolución, expuesta en su obra Sobre el origen de las especies, qué propone que las especies no son inmutables, evolucionan y descienden unas de otras; y que la principal causa de la evolución es la selección natural.
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Busca una solución que definiera el problema entre el cuerpo y el alma. Encuentra las relaciones funcionales de estos dos de forma experimental. Pública "Elementos de la psicofísica", es precursor de esta rama.
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Público el primer libro de psicología fisiológica, "Elementos de la Psicología Fisiológica".
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Precursor de la fisiología del corazón, el sistema nervioso y el aparato digestivo. Demostraron la existencia de reflejos condicionados y no condicionados en perros. Obtuvo en 1904 el premio Nobel de Fisiología y Medicina.
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Se dedicó a la electrofisiología y creó una serie de técnicas e instrumentos para el estudio de los impulsos nerviosos. Su ley según la cuál la variación de la intensidad del estímulo tiene más influencia sobre la excitación de una fibra nerviosa o muscular que el valor de la intensidad en sí.
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Considerado el creador del conductismo, subrayada la importancia del concepto general de aprendizaje, trabajó en la puericultura y en la educación infantil; rechazó tanto a la noción de conciencia cómo al método introspectivo.
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Médico neuro fisiólogo británico ganador del premio Nobel de medicina, estudió las funciones de la corteza cerebral, realizó trabajos sobre la médula espinal que los relacionó con los reflejos.