1984 – starszy wizytujący pracownik naukowy w Max Planck Institute for Brain Research (Max-Planck-Institut für Hirnforschung), Frankfurt nad Menem 1986–1988 – profesor nadzwyczajny w Institut des Neurosciences, CNRS-Université de Paris VI 1986–1991 – Fondation de France Professor kognitywistyki i epistemologii, CREA, École polytechnique 1988–2001 – dyrektor ds badań w CNRS 1989–1992 – dyrektor ds programu w Collège international de philosophie (CIPh Paryż) 1992 – profesor wizytujący w ETH w Zurychu

Tematyka badań Jego mentorem od czasów studiów był Humberto Maturana, który w 1960 roku wrócił ze Stanów Zjednoczonych, gdzie pracował w Massachusetts Institute of Technology, zajmując się – wspólnie z Jerome Lettvinem – anatomią i neurofizjologią zwierząt, głównie wzrokiem (zob. oko żaby).

W Santiago kontynuował badania, włączając do nich Francisco Varelę, początkowo studenta, a wkrótce pracownika uniwersytetu. Badania zmierzały do wyjaśnienia przebiegu procesów poznawczych i ich roli w kształtowaniu się świadomości i samoświadomości.