Помітні зрушення в дослідному вивченні анатомії і функцій організму намітилися в III в. до н. е.. Вони пов'язані з іменами двох великих лікарів з Олександрії – Герофіла і Еразістрата. У період, коли жили і працювали олександрійські лікарі, ще не було заборони на анатомування трупів померлих людей. Вільний розтин людських тіл відкривало можливість більш ретельно дослідити будову різних частин організму. Лікарів найбільше цікавили нервова система і головний мозок.
Всі перераховані дослідження привели олександрійських лікарів до твердого переконання, що дійсним органом душі є головний мозок. Більше того, ними була встановлена деяка спеціалізація в локалізації психічних функцій. Герофіл, функції тваринної або відчуває душі, тобто відчуття і сприйняття, пов'язував з мозковими шлуночками. Еразістрата співвідносив відчуття і сприйняття з мембранами і звивинами головного мозку, а самому мозкового речовини приписував рухові функції. Крім того, їм було виявлено, що від цих двох названих структур мозку відходять різні нервові волокна. Встановлений зв'язок кожного з нервових шляхів з різними ділянками мозку, що несуть різні функції, дозволила зробити припущення про те, що і ці два роди нервів повинні виконувати різні функції.
Встановивши анатомічну основу психіки та зв'язавши душевні явища з мозком, олександрійські лікарі спробували виявити механізми тих змін в нервовій системі і мозку, які стоять за численними функціями душі. Тут вони були змушені звернутися до поняття пневми, введеному стоїками. Пневма розглядалася в якості матеріального носія життя і психіки. При вдиханні повітря з легенів проникає в серце. Змішуючись в ньому з кров'ю, повітря утворює життєву пневму, яка розтікається по всьому тілу, наповнюючи всі його частини, включаючи і головний мозок. У мозку рослинна пневма перетвориться у тваринну (психічну) пневму, яка направляється в нерви, а через них - до органів почуттів і м'язам, наводячи і ті й інші в дію.