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伯恩斯坦认为反射并不是体现脊髓的功能，而是反映大脑的功能，并初步建立了运动微积分学。他对维斯的观点进行了详细的扩展，用数学形式说明了，（运动学上的）运动和肌肉冲量（动力学的）模式是非常不同的，并且还提出正是因为这种差异，神经系统必然是等级分明地组织起来的。
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广义计算
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在前面的章节中我已经指出，反射论方法的核心思想就是努力建立一种逻辑运算——一组纯粹的基本算子，利用这组基本算子的各种组合可以构成分析任何确定性行为的可行模型。从这个意义上讲，反射论的逻辑运算与数学家和逻辑学家致力于建立完备的谓词逻辑演算是一致的。
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这种绝对论的观点导致了这样一种认识：整体只是部分的简单加总。所以，反射论带来的风险的本质是：正在发展的理论可能只是关于一棵树的理论，虽然这种理论可以被检验和证实，但是在对整个森林进行描述时，这种理论也许就不能胜任了。
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很多学者对以传统的笛卡儿—谢林顿理论为基础的、试图通过将大脑和行为分解为各个部分来解释其关系的古典生理学提出了质疑。这些学者认为，尝试把复杂的行为概念化为相互连接的反射链是不会成功的。
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伯恩斯坦和维斯在他们的书中提出了这种观点。特别是伯恩斯坦，他在研究协作运动时提出了这个问题，即人们的研究必须从定义协作问题开始。他认为，为了理解神经系统生理学，人们必须从理解神经系统的计算过程开始。遗憾的是，伯恩斯坦的研究对当时的生理学家并没有产生直接的影响。
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当代最具有影响力的也是最明确地提出以此来替代反射模式的学者，大概就是英国的计算机科学家戴维·玛尔了。玛尔生于1945年，也就是艾伦·图灵自杀的前几年。他从小生活的环境与形成图灵世界观的环境很相似。玛尔是一个英国神童，在剑桥大学获得了博士学位，并于20世纪60年代晚期创立了自己的理论，即以数学和计算的标准来理解大脑作为一个整体是如何进行工作的。为了展开关于大脑的数学研究，年轻的玛尔离开英国剑桥大学转而投奔到麻省理工学院。
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玛尔和托马索·波吉奥在他们1976年的著名论文中提出，为了理解任何神经生物结构，我们必须从理解这个结构整体上试图实现的目标开始。他们认为，我们必须先了解所研究的神经生物系统的计算目标是什么。只有当我们开始明白整个系统“想要”达到什么目标时，我们才会理解神经生物组织为了达到这个目标所形成的结构。
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这是对传统方法的一个冲击。它指出怎样的“确定性神经路径”产生了这种行为，并且尝试建立一种来自行为集的大脑理论，而不只是孤立地讨论各个行为。玛尔和波吉奥提出，我们必须从总体和全局开始研究，并用尽可能正规严格的数学语言来描述整个系统想要做些什么，然后才能了解生物硬件是怎样实现其目标或计算的。
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当这种关于神经科学的新规划方法逐渐在玛尔和波吉奥的思想和实验中成形时，一场灾难降临了。1977—1978年的冬天，玛尔被诊断出患有白血病。尽管他当时只有30多岁，但是很明显，他已经不可能有足够的时间来发展这种神经生物学的新方法了。然而，玛尔和波吉奥认为，对于神经生物学家来说，这种由上而下的方法是对大脑研究的一次革命。因此，在玛尔被诊断出患有白血病之后，他作了一项重要的决定：将用自己所剩的大部分时间完成一本书。这本书取名为《视觉》，其中倾注了玛尔和他的学生以及同事的全部努力。
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这本书的主体部分于1980年他去世之前完成（玛尔仅仅36岁就过早地离开了这个世界），剩下的工作由玛尔的学生以及同事在玛尔去世后完成，并于1982年出版。
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在《视觉》一书中，玛尔让我们反向思维，不是从物质出发，而是从物质可以解决的问题出发，然后提出这些途径是怎么完成的。只有这样才能真正理解神经系统的工作原理。
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毋庸置疑，玛尔取得了很大的成就，他为神经生物学研究带来了根本性的改变。他提出应从反射学的逻辑计算转向更广泛的系统数学方法。此外，玛尔的工作为一种新的神经生物学的产生，也就是我们现在所说的“计算神经学”，作出了很大的贡献。
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模块化与进化
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《视觉》一书出版后，这种生理学观点颇受争议，因为在新的研究中发现有两个关键的缺陷。首先，人们认识到怎样确定完整行为目标所需的计算规模是不清楚的。其次，人们越来越认为哺乳动物大脑的进化过程不能被认为是通过计算目标来形成的，不管这些计算目标是大是小。
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许多学者将这两个缺陷归结为一个神经科学上的实证问题和一个进化生物学上的理论性问题。实证问题是指我们是否可以找到证据证明哺乳动物的大脑是以功能模块进行组织行为的。进化论上的问题范围要更大一些，即是否有理由相信大脑是通过自然选择的机制来使模块进化的，这些模块是否可以被看作是能够实现既定目标的。
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当考虑到脑组织模块时，很重要的一点是要记得反射论假设处理模块是存在的，反射本身就是某种类型的模块。所以，玛尔的工作中具有创新性的一个方面就是他的理论观点：神经科学所研究的模块，应该比笛卡儿—牛顿研究方法中的模块包含更加丰富和深刻的内容。
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两位当代的科学家为了确定人类行为和大脑的功能性模块进行了不懈的努力，他们分别是：哲学家、心理学家杰瑞·福多，他曾经指出心理学家经常认识不到由行为定义的模块的存在性；神经生物学家迈克尔·伽扎尼加，他曾指出人脑可以被看作是一组可进行大型独立计算的子系统的集合。
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杰瑞·福多与玛尔处在同一时期，也是一位在麻省理工学院工作的教授。在很多检测人类思维怎样处理语言的实验中，福多和他的同事能够提供强有力的证据证明这些独立的模块的存在性。例如，他们可以指出理解和分析语言的过程包含了一系列完整的独立阶段或模块，这些阶段或模块可以一步一步地从语法上分析句子的意思。这些福多模块是从心理学上定义的独立过程：达到确定性计算目标，并可以将生成的信息传递给其他的（通常会更大）系统。福多的思想在某种意义上描述的正是玛尔一直探求的那一类模块。这些思想在他1983年的论著《意识的模块化》中有所体现。
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福多指出这种观点只能被用于行为方面的心理学研究，而不能用于对人脑的生理学研究。而迈克尔·伽扎尼加（Michael Gazzaniga）则试图从生理角度确定左右半脑是否包含功能上相互独立的模块。
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为了达到这一目的，伽扎尼加发展了实验技术，使之可以允许他独立地与他接触的存在裂脑现象的患者（作为一种严重癫痫的治疗手段，患者的左右半脑的大脑皮层被手术分离）的左右半脑进行通信。当他做到了这一点时，他也就证明了左右半脑是高度专业化的，并且经常完全独立地完成某项任务。他认为从本质上说，假设把大脑分离成两个脑半球，那么不同的行为目标会被分布于两个半球中的独立模块完成。
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迈克尔·伽扎尼加
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成百上千项研究确认并且扩展了这一发现。虽然这些模块是如何构建的现在人们还不清楚，但是有证据表明模块是由一些几平方毫米或厘米的脑组织构成，并且具有相当专门的功能。
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现在的问题是，模块是怎样产生的呢？我们是否可以验证这样一个先验目标，模块结构是进化的产物。因此，我们回到了进化问题。