В XX в. новый толчок получило учение о вегетативных функциях. В частности, были изучены медиаторы (У. Кеннон, О. Леви). Серьезные открытия были сделаны в изучении физиологии центральной нервной системы: X. Мегун и Дж. Моруцци исследовали ретикулярную формацию, П. МакЛин, Э. Гельгорн, X. Дельгадо и др. — функции лимбической системы, играющей важную роль в формировании эмоций.
Огромное влияние на развитие физиологии оказал прогресс в методической области. Появление мощных усилителей электрических сигналов и приборов для их визуализации (электронно-лучевых трубок) позволило ученым увидеть нервные процессы, которые в живой клетке длятся тысячные доли секунды. Совершенствование оптических и появление электронных микроскопов позволило рассмотреть в деталях отдельные нервные клетки.
В СССР физиология достигла больших успехов. Идеи И. П. Павлова разрабатывались в трудах его учеников: К. М. Быкова, изучившего роль коры в деятельности внутренних органов; В. Н. Черниговского, посвятившего свои работы изучению работы интерорецепторов, и др.
Большую роль в развитии исследований центральной нервной системы сыграли работы Петра Кузьмича Анохина (1898-1974) о функциональной системе, которые позволили объяснить некоторые механизмы регуляции функций психических процессов. Существенные данные об организации мозга были получены в лабораториях А. Б. Когана, П. В. Симонова, К. В. Судакова. Серьезный вклад в понимание механизмов деятельности вегетативной нервной системы был сделан А. Д. Ноздрачевым.
Из научных открытии последней трети XX в. можно отметить Нобелевских лауреатов Торстена Нильса Визела и Дэвида X. Хьюбела (рис. 1.3). Эти ученые получили премию по физиологии и медицине 1981 г. «за открытия, касающиеся принципов переработки информации в нейронных структурах мозга». Они обнаружили, что зрительная область коры головного мозга организована в виде периодических вертикальных комплексов, названных ими доминирующими зрительными столбиками и столбиками ориентации, которые производят необходимую переработку информации, передаваемой от сетчатки к зрительной области коры головного мозга. Доминирующие зрительные столбики объединяют нейрональные импульсы от обоих глаз, в то время как ориентационные трансформируют циркулярные рецептивные поля сетчатки в линейные. Было установлено, что в переработке зрительной информации участвует целая иерархическая система нервных клеток, которые функционируют согласно принципу возрастающей, или прогрессивной, конвергенции. Данный принцип объясняет, как в зрительной области коры головного мозга могут создаваться законченные образы из отдельных элементов информации, поступающих от нейронов сетчатки. Ученые предположили, что другие функциональные области коры головного мозга могут быть организованы аналогичным образом.

Рис. 1.3. Нобелевские лауреаты Дэвид Хьюбел и Торстен Визел
Вторая половина Нобелевской премии 1981 г. по физиологии и медицине была присуждена Роджеру У. Сперри «за открытия, касающиеся функциональной специализации полушарий головного мозга». Исследования этого ученого и его сотрудников показали, что познавательные функции левого и правого полушарий во многом различаются. Левое (доминирующее) полушарие обрабатывает информацию последовательно и аналитически. Оно прекрасно справляется с обработкой временных взаимоотношений, вербальными операциями, Математическими расчетами, абстрактным мышлением и интерпретацией символических понятий. Кроме того, оно обладает высокоразвитой способностью к формированию речевых функций. Напротив, правое полушарие обрабатывает информацию интуитивно и одновременно. Оно лучше, чем левое, справляется с задачами интерпретации зрительных образов и пространственных взаимоотношений - например, распознаванием лиц. Помимо этого, правое полушарие более эффективно распознает сложные взаимосвязи, звуковые образы (например, голос и интонацию) и «понимает» музыку. Роджер Сперри со своими коллегами показали, что оба полушария обладают способностью к сознанию и самосознанию, а также к осознанию социальных взаимоотношений.
Из интересных научных открытий последних лет также можно отметить исследования Ричарда Аксела и Линды Бак, получивших Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2004 г за исследования в области изучения обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния.
В заключение этого краткого исторического обзора можно отметить, что мозг человека устроен чрезвычайно сложно, и для того, чтобы разобраться в нем, требуется масса усилий и времени. Дополнительная трудность познания материальной основы психических процессов состоит в том, что сознание человека формировалось не единовременно (как, например, создается компьютер), а на протяжении миллионов лет. Поэтому бывает трудно найти логику там, где природа находила оптимальный способ организации мозга путем проб и ошибок. Тем не менее, у специалистов, исследующих физиологические основы психики, сохраняется определенный оптимизм, основанный на том факте, что многолетние совместные усилия физиологов, психологов, врачей и представителей других направлений науки, рано или поздно, позволят понять все тонкости механизма работы человеческого мозга.