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生机论复兴主义者的主要目标之一，是建立一个理解动物和人类行为的新框架。20世纪初，生理学家雅克·勒布和他的学生、心理学家约翰·沃森主张科学家应该专注于仅仅观察人类或动物的行为，而不是从某种内在的精神世界中寻求解答。[7] 勒布认为，大多数的身体动作都可以用潜藏在其背后的两种简单过程来解释：趋性（taxis）和向性（tropism）。例如，他认为，一只动物远离光是因为它具有负趋光性。虽然这种说法对行为进行了简洁的分类，但它是基于存在一种共同的驱动力这一假设的，比如，存在一种使动物远离光的驱动力。但研究发现根本不存在这种东西。归根结底，勒布的趋性和向性理论只是一个几乎什么也解释不了的循环定义，并没有提供一个可以通过检视神经系统和脑的作用来验证的解释性框架。沃森公开宣称行为主义心理学的必要性，并以谢切诺夫和巴甫洛夫（他们曾用条件反射来解释行为）的工作为基础建立了这门学科。虽然沃森很快就放弃了科学，转而投身广告业，但他帮助创立的行为主义理论却产生了巨大的影响，在美国尤其如此。但是由于只关注行为，并且越来越不关注行为在脑中的生理基础，行为主义无法形成任何有关脑的工作机制的真正见解。事实上，沃森的追随者，比如主宰美国心理学数十年的伯尔赫斯·斯金纳，对这个问题并不感兴趣。
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对这些进展持反对意见的生机论者主要是出于两方面的考虑。[8] 除了对生命和心智的唯物主义观点根深蒂固的反对外，当时又出现了一种新的基于目的论的批评论调。根据目的论的观点，生命中蕴含着某种内在的目的，这种目的能通过发育、生理活动以及行为表现出来。目的论认为，唯物主义观点无法解释生物所特有的目标导向行为，对这种现象的唯一解释是存在某种所有生命共有的内在精神冲动。反对这种生机论观点的科学家们一直面临着一个难题：在生理学和行为学领域，对于明显的目标导向行为，仍然没有一个很好的解释。不过，答案很快就会揭晓了。
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在第一次世界大战爆发前的几年里，一些科学家和工程师开始使用机器构建神经系统的模型，这些模型有的是真实的，有的是想象的。他们构建这些模型不是为了简单地像自动机那样复制行为，而是希望帮助理解生命系统中产生行为的过程和结构。
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1911年，密苏里大学的马克斯·梅尔（Max Meyer）描述了机器如何能够执行神经系统的一些基本功能。梅尔使用了电路连线图的新方式来展示他的模型，但他有关神经系统工作机制的所有观点在概念上都和液压相关。[9] 两年后，这种基于压强的模型的局限性表现了出来。圣路易斯的工程师S.本特·拉塞尔当时提出了一种装置的设计方案，这种装置能“通过纯机械的方式模拟神经放电的过程”。拉塞尔提出的装置是一个由直动阀、汽缸和连杆组成的蒸汽朋克混合体，他声称这个装置的运行逻辑与梅尔的模型的逻辑“有一定相似性”。[10] 虽然他似乎从未制造出一台原型机，但拉塞尔对他这个装置的描述却信心满满：“我们已经展示了机械发射器和接收器可行的排布方式，它们会对信号做出反应，像神经系统一样控制动作，并且拥有联想记忆，因为它可以通过经验进行学习。”[11]
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拉塞尔对梅尔绘制的神经系统功能的示意图系统轻描淡写，这使梅尔很恼火并且对拉塞尔的这个装置冷嘲热讽，他要求拉塞尔说明这个装置的几十个部件中每个部件分别对应于身体的哪一个解剖结构。即使这个装置能够运行，如果没有与解剖结构的对应关系，那么它的科学价值也将是有限的。这些批评对于梅尔自己的想法同样适用。在梅尔的想法中，没有任何办法能让系统认识到它已经完成了一项任务，或者在它任务执行得不够充分时改善自己的表现。在拉塞尔的模型中，学习的一项基本特征的解剖学基础同样缺失了。
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并不是所有对行为的技术模仿都显得那么无害。1910年，一位名叫约翰·海斯·哈蒙德（John Hays Hammond）[12] 的美国无线电工程师正在设计研制一种自动制导鱼雷，他对勒布关于趋性的观点——动物如何靠近或远离刺激——特别感兴趣。1912年，哈蒙德与本杰明·米斯纳（Benjamin Miessner）合作，制造出了一个他们所谓的电子狗（实际上是一个有三个轮子的盒子）。这只狗被命名为“塞雷诺”并在几年后展出。“塞雷诺”的前部有两个由硒（因此得名[13] ）制成的光探测器，它会把这些光探测器检测到光之后发出的信号用于导航，以大约每秒1米的速度向一个手电筒移动。[14]
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勒布随后指出，哈蒙德和米斯纳制造的狗“证明了我们观点的正确性”，并得出了一个不合理的结论——机器可以复制一只动物的行为，这意味着动物只是一台机器：
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我们可以有把握地说，没有任何理由把低等动物的趋光反应归因于任何形式的感觉（例如亮度、色彩、愉悦或好奇），正如没有理由把哈蒙德先生的机器表现出的趋光反应归因于这些感觉一样。[15]
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哈蒙德和米斯纳制造“塞雷诺”的主要目的并不是科学探索，更无关动物或机器的感觉。1916年，正当美国准备加入第一次世界大战的时候，米斯纳解释说“塞雷诺”的原理可以用在哈蒙德设计的鱼雷上，使鱼雷用船的引擎声作为导航信号命中并摧毁目标。除了表达他对这项成就的自豪外，在思考这种技术潜在的影响时，米斯纳也早早地表达了一丝技术恐惧：
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现在的电子狗只是一种神秘的科学奇景，但在不久的将来，它们可能会成为真正的“战争狗”，没有恐惧，没有感情，没有易受欺骗的人类特征。它们只有一个目的：在主人意志的驱使下，袭击并杀死在它感觉范围内的一切活物。[16]
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这些通过制造机械模拟物来描述神经系统如何运作的尝试都没有立即产生太多科学结果。但在战争结束后，科学家开始用更抽象的方式来思考动物（也包括人）是如何与世界互动的。爱沙尼亚生物学家雅各布·冯·于克斯库尔（Jacob von Uexküll）提出了两个关键的见解。[17] 首先，他强调每一个物种中都存在一个内在感官世界（德语中被称为“Umwelt”），这种内在感官世界植根于这个物种所处的环境。于克斯库尔依据康德对感官的先天假设来探索这个概念，这与荷兰药理学家鲁道夫·马格努斯（Rudolf Magnus）的方法类似。关于这个问题，马格努斯曾经写道：“我们感官印象的本质，是通过感官的生理器官、感觉神经和感觉神经中枢而被先天决定的，也就是说，在任何经验发生之前即已存在。”[18] 这种方法现在已经成为一种工具，可以帮助我们理解自然选择是如何塑造脑和神经系统的。不仅如此，在试图理解身为其他某种动物（比如蝙蝠）是一种什么样的体验时，我们也会用到这种方法。于克斯库尔的第二个创新是一些有趣的图解，他将其称为“功能圈”（function circle）。这些图解显示了神经系统或脑是如何感知世界，并对其产生影响以实现特定目标的。于克斯库尔不关心如何将这种模式转化为一种设备，而是专注于理解行为从这种模式中产生的原理。在他的模式中，有一些梅尔的方案中不具有的关键特征：系统可以感知其输出是如何改变世界的，并据此调整其运作方式。[19]
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于克斯库尔的“功能圈”展示了神经系统是如何感知并作用于世界的
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在美国数学家、理论种群生态学的奠基人阿尔弗雷德·洛特卡（Alfred Lotka）的著作中，也能找到这种见解。在他1925年出版的著作《物理生物学原理》（Elements of Physical Biology ）中，洛特卡描述了一种玩具发条甲虫，这种发条甲虫明显表现出了具有目的性的行为：它能够感觉到自己何时会从桌子上掉下来并采取规避动作。这背后的机制并不稀奇。甲虫由一对轮子驱动，在驱动轮的正前方还有一个与驱动轮方向垂直的可自由移动的轮子。甲虫的头上有两根金属触角，触角与桌面接触，从而使自由轮轻微地抬起，这样甲虫就可以不受阻碍地沿直线移动。当甲虫移动到桌面的边缘时，触角的末端就会落下，甲虫身体的前端也随之下降，自由轮就会与桌面接触。在这之后，由于自由轮的存在，驱动轮向前的运动将使甲虫做圆周运动，掉头离开。甲虫会一直旋转，直到触角重新回到桌面上，这时自由轮将会被抬起，整个装置又会继续向前移动。
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洛特卡用三种器官来解释这个简单的玩具：一个效应器（驱动轮）、一个调节器（横向轮）和一个接收器（触角）。正如他所说，调节器的作用是“解释”由作为接收器的触角提供的信息，并根据这些信息来调整玩具的运动规则，从而避免甲虫从桌上掉下来。[20] 洛特卡的这个系统提供了一个明确的案例，以一个简单的反射弧为基础，这个系统就可以表现出带有明显目的性的目标导向行为。接收器、调节器和效应器实际上和于克斯库尔的功能圈的三个组成部分是等效的。通过把相应的器官抽象成接收器、调节器和效应器，洛特卡证明这些概念可以被应用到各种各样的情况中，描述动物做出的带有明显目的性的适应反应。
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“一战”后，技术领域的进展开始影响科学家对神经系统和脑的看法。1929年，耶鲁大学心理学家克拉克·L.赫尔描述了一个使用电子元件的条件反射模型，不久后，这个模型又有了两个改进的版本。[21] 这种装置由一系列并联的电阻器和蓄电池组成，并配有按钮和灯，其行为能在反复使用的过程中发生改变。据赫尔说，设计这个装置的目的是“帮助把有关哺乳动物复杂的适应性行为的科学从一直如影随形的神秘主义中解放出来”。[22] 虽然赫尔并不确定他的模型和真正的解剖学或生理学之间的联系，但他希望通过这个装置证明，复杂的适应性行为可以从简单的结构和功能中产生，而不依赖于任何生机论的概念。他还声明说，自己“没有声称这些机制是相应有机过程的翻版”，但他认为这种方法可以帮助我们理解神秘的学习过程。[23]
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玩具发条甲虫的示意图，洛特卡用它来展现带有明显目的性的行为
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1933年，华盛顿大学一位名叫托马斯·罗斯的学生取得了新的进展。在《科学美国人》的一篇文章中，罗斯概述了他的研究，文章的标题很吸引眼球：《会思考的机器》。[24] 这篇文章介绍了一种电子设备的设计方案，这种设备可以学会在一个短迷宫中找到出路。罗斯这样描述他的项目：“为了验证有关思维本质的各种心理假说，首先要根据这些假说所包含的原理构建机器，然后将这些机器的行为与智能生物的行为进行比较。”[25] 3年后，他更精练地总结了自己的这种研究策略：“要想相对肯定地理解一种机制，一个方法是模仿并复制这种机制。”[26]
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在心理学教授史蒂文森·史密斯的帮助下，罗斯制造出了这个装置。这是一个可以移动的三轮“机器鼠”，看起来有点像一个装有闹钟的滑板。这个机器鼠能够通过一个由12个Y形分支组成的简单迷宫，并通过一种粗糙的机械模拟记忆来学习它走过的路线。在每一个Y形的岔路口，都有一个分支通向死胡同。当这个装置在死胡同中撞到墙时，机器前部的一个杠杆就会被按下，使其后退到岔路口并进入另一个分支。这样不断运行，机器鼠最终就可以到达迷宫的出口。这台机器还包含一个物理“内存磁盘”，在它进入一个死胡同并且转向杠杆被压下后，磁盘上的一个键就会弹起，这样一来，在这台机器成功走完整个迷宫后，如果再把它放在迷宫的入口，它就可以找到正确的路线，不会犯错。显然，它已经学会了正确的路线。
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在接受《时代》周刊采访时，史密斯说：“这台机器比任何人或动物都记得更清楚。没有一种生物能在一次试验后就不再犯这类错误了。”[27] 的确如此。虽然这个装置给公众留下了深刻的印象，但它并没有阐明学习的过程是怎样的：它无法将它所学到的东西应用到任何其他的迷宫中；即使是它学习过的迷宫发生了最轻微的变化，它也无法做出应对。最后，在这个装置中，试错学习和对正确反应的即时而不可改变的记忆被结合到了一起，这并不符合自然界中所见的任何学习形式。
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从梅尔的示意图到罗斯的机器鼠，所有这些建立模型的尝试都存在局限性，因为它们都不是基于神经系统的真实运作方式建立的。从简单的机械或电子模型出发，科学家们所能建模的行为和神经系统活动的种类都是有限的。在人们用电线和金属构建这些模型的同时，神经生理学家们意识到，真正的神经系统是以一种完全不同的方式工作的。
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