Deciso quindi a portare avanti le sue ricerche riesce ad ottenere, grazie all'aiuto di Mrs. Percy Rockefeller, un viaggio a Madrid per studiare il lavoro del premio Nobel Santiago Ramón y Cajal con le quali potrà realizzare delle immagini altamente selettive del tessuto cerebrale. Collaborando con Don Pio del Rio-Hortega, un allievo di Cajal, arriva a convincersi che l'unica possibilità per capire qualcosa di più sui danni e le malattie cerebrali è indagare le cellule non nervose, in particolare quelle che proprio Hortega aveva denominato Microglia. Su questa base continuerà le sue ricerche sulle ferite superficiali alla testa dei conigli (le microglia svolgono infatti un ruolo importante proprio nell'ambito dei tessuti neurali danneggiati), non riuscendo però a vedere i risultati delle sue ricerche pubblicati prima del 1927. Tornato a New York trova ad aspettarlo un nuovo laboratorio di neurocitologia e un'équipe ansiosa di assisterlo nelle sue ricerche. Qui otterrà buoni risultati nello studia delle microglia, pubblicherà diversi lavori e otterrà il riconoscimento del laboratorio da parte della American Neurological Association nel 1927.