Nel V secolo a.C. nella Magna Grecia, Alcmeone di Crotone, considerò per la prima volta il cervello come sede della mente. Nello stesso secolo, ad Atene, Ippocrate di Coo riteneva che il cervello fosse la sede dell'intelligenza. Aristotele, nella sua biologia, inizialmente collocava la sede dell'intelligenza nel cuore e indicava il cervello come un sistema per il raffreddamento del sangue. Egli riteneva che gli umani fossero più razionali delle bestie poiché, tra le altre ragioni, hanno un cervello più grande per raffreddare meglio il loro sangue caldo. Aristotele descriveva le meningi e faceva distinzione tra il cervello e il cervelletto. Erofilo di Calcedonia, tra il quarto e il terzo secolo a.C. distingueva il cervello e il cervelletto e forniva la prima chiara descrizione dei ventricoli cerebrali; insieme a Erasistrato di Ceos compì esperimenti su cervelli viventi. I loro lavori sono per lo più persi, ma i loro risultati ci sono arrivati principalmente a fonti secondarie. Alcune delle loro intuizioni dovettero essere riscoperte un millennio dopo la loro morte.