Da tale esperienza, con la pubblicazione di una serie di monografie tratte dall'osservazione di pazienti colpiti da afasia, aprassia, malattia di Parkinson oppure affetti da disturbi motori e delle funzioni superiori, in particolare di lesioni cerebrali riportate da reduci di guerra, tra il 1962 e il 1973 prese corpo la sua fondamentale teoria sistematica delle funzioni cerebrali nella quale formula l'ipotesi secondo cui le funzioni cerebrali superiori sono processi derivanti dalla interconnessione di sistemi che investono più aree funzionali cerebrali, anche molto diverse per caratteristiche e localizzazione, superando così la teoria meccanicistica della localizzazione delle funzioni in aree cerebrali specifiche.