L'histoire de la connaissance du cerveau est la branche de l'histoire des neurosciences qui retrace l'évolution dans le temps de l'ensemble du savoir scientifique concernant spécifiquement cet organe. Pendant des millénaires, le lieu même de la pensée et des émotions a fait l'objet de débats, de même que le lien entre le cerveau humain et les autres organes ou parties du corps, que ce soit dans son fonctionnement normal ou dans ses états pathologiques.
Antiquité Aristote et Platon La conception de la fonction cérébrale dans la Grèce de l’époque classique se résume globalement en deux théories : le cardiocentrisme, théorie cardiocentriste d'Aristote selon laquelle le cœur, organe chaud et sec, est le siège des facultés mentales ; et le cérébrocentrisme (ou céphalocentrisme), théorie céphalocentriste de Platon et plus tard de Galien selon laquelle ces facultés mentales sont localisées dans le cerveau..
Hippocrate Hippocrate (seconde moitié du , première moitié du ) compte le cerveau parmi les glandes, ou du moins l'assimile-t-il à ces organes, selon son ouvrage Sur les glandes () : le cerveau pompe le liquide dans toutes les parties du corps, et le renvoie à toutes les parties ; c'est le va-et-vient du phlegme (φλέγμα, ou pituite), important aussi pour la conservation de la santé. Si cette prétendue fonction ne s'exécute pas régulièrement, il naît deux sortes d'affections , les unes sur le cerveau, les autres sur le reste du corps. Dans le même sens, le cerveau, dans le livre Des Chairs (), est la métropole du froid et du visqueux. Du cerveau partent sept catarrhes qui causent de graves maladies: Cette théorie dite « catarrhale » est progressivement abandonnée après le de Conrad Victor Schneider de 1660-64.
La théorie des quatre humeurs, la théorie la plus connue attribuée à Hippocrate, est exposée dans le traité De la Nature de l’homme (). Les quatre humeurs de la médecine hippocratique sont le sang (), le phlegme () ou pituite (du latin ), la bile jaune () et la bile noire ou atrabile (). . Le phlegme, humide et froid, s'impose en hiver, saison humide et froide ; le sang, humide et chaud, s'impose au printemps, saison humide et chaude ; la bile jaune, humeur sèche et chaude, s'impose en été, saison sèche et chaude. La bile noire, sèche et froide, s'impose en automne, saison sèche et froide. La théorie des quatre humeurs ou tempéraments se définit par la prédominance d'une des quatre humeurs tout au long de la vie : flegmatique, sanguine, bilieuse et mélancolique ; le cycle des humeurs au cours de la vie divisé en les quatre âges de la vie (prédominance du sang pendant la jeunesse, de la bile jaune pendant la force de l'âge, de la bile noire pendant l'âge mûr et du phlegme pendant la vieillesse); enfin les quatre humeurs sont connectées avec les quatre éléments de l'univers : feu, air, eau, terre.
La théorie reprise par Galien, n'a connu sa forme définitive, notamment avec la théorie correspondante des quatre tempéraments — savoir sanguins, phlegmatiques bilieux, mélancoliques, — qu'à une époque tardive. La Nature de l'homme établit un système cohérent à succès dont l'influence se prolongera après Hippocrate; et aura un essor considérable non seulement en Orient, mais aussi en Occident, puis au Moyen Âge.
Si les travaux de Galien ont grandement contribué à la connaissance de la structure et du fonctionnement du cerveau, des nerfs, de la moelle épinière, son autorité est restée incontestée jusqu'au , ce qui a probablement ralenti les progrès médicaux et découragé de nombreuses recherches originales. Le galénisme aura d'autre part une importance culturelle immense, façonnant la perception que l'on a de la maladie mentale. Une personne mélancolique au Moyen-âge pouvait être plus que simplement « pensive » ou « triste » ; elle pouvait était sujette « à un profond découragement, à des colères persistantes et à des cauchemars ». Le personnage mélancolique par excellence en littérature anglaise est Hamlet de Shakespeare, qui se plaint de ses mauvais rêves et qui va jusqu'à diagnostiquer sa propre mélancolie. Par un tortillement étrange l'humeur a donné aussi le mot humour (le terme « humour » en français dérive du mot « » en anglais, lui-même dérive du moyen anglais « », du moyen français « humeur », du latin médiéval et du latin « » (humeur du corps)), probablement aussi sous l'influence de Ben Jonson, pour qui la prédominance d'une humeur dans un individu conférait à celui-ci « une excentricité, une bizarrerie caractérielle nettement comique ».
Aristote Pendant des millénaires, on croyait communément que le siège de l'activité mentale était situé au centre du corps humain, dans le cœur. Aristote défendait ce point de vue contre Hippocrate par exemple, qui pensait déjà que les pensées, les sentiments et les émotions étaient gouvernées par le cerveau. La vision d'Aristote, que nous savons aujourd'hui infondée, est restée pendant longtemps la vision la plus répandue (peut-être en raison des manifestations de tachycardie que l'on retrouve lors d'émotions intenses et qui contrastent avec l'absence de sensibilité absolue du cerveau) et se retrouve dans certaines expressions courantes, comme « Tu me brises le cœur », « Avoir un cœur de pierre », ou encore « Apprendre par cœur ».
Aristote ne voit ainsi dans le cerveau qu'une sorte de radiateur. Justifions cependant son erreur par quelques considérations anatomiques : le cerveau est effectivement un des organes les mieux vascularisés du corps humain ; mis à nu, le cerveau semble beaucoup moins sensible que le cœur aux stimulations mécaniques.
Galien Il a fallu une véritable révolution philosophique et scientifique pour mener à l'idée du cerveau comme centre des pensées, par exemple avec Platon qui sépare l'âme en trois parties dont l'une, immortelle, se situe dans la tête. La révolution scientifique, qui s'accompagne de la connaissance de l'anatomie humaine avec Hippocrate, Hérophile et Érasistrate, aide les médecins à accepter l'idée qu'un dégât au niveau du cerveau puisse avoir des conséquences au niveau d'autres organes. Cette connaissance scientifique reste cependant très limitée. Hippocrate écrit par exemple : « le cerveau est semblable à une glande... blanc, friable comme celle-ci ». Et Hérophile, bien qu'il participe grandement à l'accroissement de la connaissance de l'anatomie du cerveau, resta persuadé que toutes les affections du corps humain provenaient exclusivement de problèmes dus à des déséquilibres d' « humeurs ».
Après les travaux expérimentaux de Galien, il n'était déjà plus possible de douter que le siège de l'« âme dirigeante » était dans le cerveau. Plus tard, d'autres personnes, comme Augustin d'Hippone (354-430), sans remettre en cause le caractère central du cerveau au détriment du cœur, place bien l'esprit au sein du cerveau, mais parmi les espaces vides dont l'anatomie a révélé l'existence à l'intérieur du cerveau : les ventricules. Ces dernières structures ont été décrites dès le par Galien. Némésios (Nemesius), au , attribue à chacun d'entre eux une fonction spécifique : l'imagination et les sensations à la partie antérieure, la réflexion à la partie médiane et la mémoire à la partie postérieureVan der Eijk P, Nemesius of Emesa and early brain mapping, Lancet, 2008,372:440-441.
Galien donne la première étude topographique des ventricules cérébraux qu'il incorpore dans sa théorie pneumatique. vignette|Circulation sanguine chez Galien, avec la mention d'un sur la base du crâne. Illustrant la théorie du pneuma, ce schéma est tiré de l'ouvrage de Charles Singer,
Galien reprend la théorie pônée par les médecins de l’École d'Alexandrie (Hérophile et Érasistrate). Dans ce système, le corps se comprend comme un système hydraulique — les veines, les artères selon Anaximène et Aristote sont remplies d'air ; plus tard, les nerfs selon cette théorie seront creux — dans lequel circulent esprit vital (, localisé dans le cœur) ; esprit physique (, en latin « », localisé dans le foie) et esprit psychique (, en latin « », localisé dans le cerveau). Du cœur, via les carotides, l'esprit vital atteint le ; le réseau admirable, structure vascularisée mythique, s'y transforme en esprit animal dans lequel sont distinguées : — une partie utile rassemblée dans les ventricules du cerveau, qui passe par le système nerveux pour aboutir aux organes des sens et aux muscles ; — une partie excrémentielle selon deux formes : l'une gazeuse s'éliminant par les sutures crâniennes et les sinus aériens du crâne; l'autre, liquide, la pituite qui s'élimine par le nasopharynx. Différentes théories affectent à chacun des trois ventricules les facultés psychiques : imagination, cogitation, mémoire. Tout le Moyen Age a brodé sur ces données fondamentales.
Cette théorie pneumatique est encore reprise par Descartes dans sa physiologie. Pour les Anciens, les nerfs sont de petits tubes pourvus de valvules ou soupapes, dans lesquels circulent les « esprits animaux ». Pour Ambroise Paré : ; et les nerfs sont les « voies et instruments ou organes de l'esprit animal et des facultés portées par iceux ». Henricus Regius (1598-1679) enseigne dans sa Philosophie Naturelle (1661), que les nerfs sont munis de valvules dans toute l'étendue de leur trajet. Et pour Descartes, dans son traité de L'Homme (1630-1633, publié en 1662/1664), c'est seulement dans les points où ils se divisent en plusieurs rameaux pour pénétrer dans les muscles. L'opinion que les nerfs sont creux persiste longtemps après la découverte du microscope, à cause d'une aberration optique des cylindres réguliers transparents.
La vraie nature du cerveau et de ses relations avec les autres organes n'est donc pas encore comprise. Cependant, la connaissance anatomique du cerveau a grandement progressé au cours de l'Antiquité.
Avicenne vignette|Johann Théodor de Bry, série des Emblemata, 44, eau-forte sur papier, 1596. par « une humeur distillée dans la tête ». Avicenne (Ibn Sina, 980-1037) compare reprenant la théorie catarrhale, la compare à une distillation dont l'estomac serait la cucurbite, la tête le chapiteau, et les narines et la bouche les conducteurs par lesquels l'humeur se distille. L'art de la distillation s'est développé chez les Arabes, qui se sont occupés d'extraire des arômes et qui ont porté par la suite leurs procédés dans l'Occident médiéval. Le mot alambic, formé à partir de l'arabe se trouve leurs écrits antérieurs au dixième siècle.Des huiles essentielles à la quintessence il n'y a qu'un pas ; aux siècles, sinon antérieurement chez les Arabes, l'idée d'une âme-quintessence se développe, héritée d'Aristote, une idée de l'âme proche du pneuma grec et du latin, qui aura son succès chez les alchimistes, et qui va influencer probablement Descartes et la plupart des médecins de la seconde moitié du : . Les comparant à l’esprit-de-vin et autres soufre, sel nitre ou mercure aérien, les iatrochimistes définissaient couramment les esprits animaux comme la quintessence du sang. Cette idée d'un homme alambic se retrouve dans certaines gravures de Johann Théodor de Bry, vers 1596.
Averroès Selon Averroès (Ibnou Rachd, 1126-1198), la pensée serait séparée des individus. La pensée est universelle pour toute l’espèce humaine : "Ça pense en moi". Selon lui, ce n’est pas l’homme qui pense mais la présence universelle d’une altérité en lui . Dans ce sens, l’intellect de l’espèce humaine considère le monde comme une représentation collective de l’univers devant être ensuite abstraite et traitée par des niveaux supérieurs d’activité intellectuelle . Averroès considère le système nerveux non pas comme une entité unique mais plutôt comme un complexe de divers éléments . Averroès établit l'observation comme une base de ses connaissances, opérant ses déductions à partir du travail qu'il a effectué et des observations lors des autopsies, probablement celles réalisées par Ibnouzohr (Avenzoar) .