Behawioryzm rozwijał się przede wszystkim pod kierunkiem Johna Watsona i B.F. Skinnera tworząc podstawy dzisiejszej wiedzy na temat zachowania i uczenia się. W kolejnych latach behawioryzm zastąpiło w psychologii bardziej poznawcze podejście, które jeszcze bardziej zbliżyło psychologię do neuronauk – koncentrowało się na percepcji i zależności między percepcją, a reakcją.
Kolejnym zagadnieniem z pogranicza psychologii i neuronauk jest pamięć. Punktem zwrotnym było opisanie przez Brendę Milner w 1957 roku pacjenta H.M., który w wyniku operacji mającej usunąć jego epilepsję utracił całkowicie zdolność tworzenia nowych wspomnień.
Neuroplastyczność – od biologii molekularnej do badań umysłu Współcześnie współpraca między dziedzinami wchodzącymi w skład neuronauk jest wyjątkowo ścisła – w przypadku badań naukowych nad plastycznością synaptyczną i magazynem pamięci nad wspólnymi zagadnieniami pracują biolodzy molekularni, kognitywiści i psychologowie. Dobrym przykładem mogą być badania bezkręgowców (np. ślimaka Aplysia) rozpoczęte w 1970., dzięki którym wiemy, że proste formy uczenia się – habituacja, sensytyzacja czy warunkowanie klasyczne powodują strukturalne i funkcjonalne zmiany w synapsach neuronów, które pośredniczyły w zmodyfikowanym zachowaniu.