Molte delle teorie di Sydenham sono state accusate di ispirarsi troppo a quelle del suo contemporaneo Thomas Willis, il quale oltre a dare una lucida descrizione di alcune comunissime nevrosi come l'isteria (sebbene ne vedesse il centro di sviluppo nel cervello e non nell'utero come Sydenham e il resto della tradizione medica classica) è anche considerato il padre della moderna neurologia (ne coniò lui stesso la parola), a cui diede un serio e decisivo contributo in campo anatomico (descrizione dei nervi cranici e del sistema nervoso autonomo, neurofisiologico (a lui dobbiamo il concetto della parola “riflesso”, così come la spiegazione della funzione della corteccia cerebrale) e neuropatologico. Significativi furono anche i contributi nella spiegazione della paralisi progressiva.