Egli emigra in California con l'intenzione di rompere con il passato e di rivolgere il suo impegno al cervello umano: decide così di immergersi nella letteratura neuroscientifica. Era convinto che per comprendere la mente fosse necessario comprenderne le parti e per questo motivo era interessato allo studio del cervello nella sua concretezza fisica invece che all'impalpabilità della mente. Nel 1986, conosce Christof Koch, anch'egli interessato alla reale costituzione del cervello. Koch diviene per circa diciotto anni il compagno di conversazione di Francis, ruolo che in passato era stato coperto da Watson e Brenner. L'obiettivo che i due si posero era la coscienza.