Frequentò la scuola parrocchiale locale e, a causa delle ristrettezze economiche in cui versava la famiglia, sia il padre che i sei fratelli furono costretti a lavorare per permettere al giovane e promettente James di frequentare l'università. Nel 1825, a soli 14 anni, si iscrisse dunque alla University of Edinburgh e due anni dopo entrò nella facoltà di medicina. 