16世紀末，科學的理念開始傳播，漸漸沖破了宗教的迷霧。
伽利略提出一種機械論學說，認為自然法則，也就是掌管整個物理世界的法則，是遵循數學原理的。
集數學家、神學家、音樂理論家和修道士于一身的馬林·梅森非常贊同伽利略的觀點，他經常在他的蘭尼修斯修道院的小房間里招待來自歐洲各地的知名學者和科學家。
在梅森討論會上有一位叫皮埃爾·伽桑狄的法國科學家，他認為存在兩種靈魂：一種靈魂由原子組成，產生自神經系統和大腦，能夠感知外界、感受快樂和痛苦并進行決策；另一種是非物質的理性靈魂，這種靈魂能夠進行自我反思，或者產生身體感覺以上的高級感知。
在梅森討論會上還有一位更加著名的哲學家、數學家勒內·笛卡爾，前文提到，是他第一個提出了現代意義的意識概念。
當時，巴黎的法國皇家公園里有一個由水力驅動的自動機，能夠活動、發出聲音，甚至彈奏樂器。這極大地吸引了笛卡爾的興趣，他覺得這些仿佛具有理性，能夠進行自主運動的機器和我們的身體何其相似。
他認為，這就好像反射運動，受環境刺激誘發預先設定好的運動，而并不需要靈魂的指引。他甚至將這種反射行為擴展到情緒、認知乃至記憶的反應。
但是，將這種機械性應用到人類身上時，這太令人難以接受了。難道說自由意志不存在？我們無法對自己的行為負責？道德和罪惡是否還成立？我們其實是一臺機器？
為了打破這種尷尬，笛卡爾最終得出了一個結論，他認為身體遵循物理法則，但人類的行為由另外一種自主的物質——非物質的理性靈魂所引發，這種靈魂擁有意識和自由意志，能夠進行抽象的思考，會提出質疑，并且具備道德觀念。
這就是著名的“身心二元論”，即身體由物理結構組成，而心智由非物理（非物質）的認知結構組成。他甚至自以為找到了心智和大腦互動的節點：松果體。
他在《沉思錄》中提到了“意識”一詞，并用它來指代我們對自身想法的認識。這一觀點在過去350年間牢牢束縛住了哲學家們的思想。
此后50多年，很多優秀的學者加入到對意識的研究中來。
梅森沙龍上的另一位學者托馬斯·霍布斯反對笛卡爾對靈魂的描述，他認為理性并非產生自某種神秘的非物質，它無非是身體用以維持大腦秩序的一種能力。
一開始，霍布斯提出了一個理論，認為感覺能夠產生壓力，從而引起心臟的跳動。他找到了一名助手——年輕聰明的英國醫學生威廉·配第，在這名助手的幫助下，他做了大量的實驗，最終卻沒有證明這個理論的正確性，于是他放棄了這個理論。
這位年輕的助手配第深受他這種求實的科學精神的影響，在離開霍布斯后成為了著名的解剖學家，并且他幫助了另一名年輕醫生托馬斯·威利斯同樣成為了著名的解剖學家。
配第后來轉行成為了著名的經濟學家，但威利斯卻繼續在大腦的研究中取得了成就。他與克里斯托弗·雷恩合作向狗的頸動脈注射墨水和番紅花染料，從而勾勒出整個腦部的血管系統。
威利斯首次確定了腦底血管結構的功能，因此，這一結構被命名為“威利斯環”。威利斯和雷恩一起繪制了迄今為止最精確的人類大腦圖譜，發表在著作《大腦解剖》中。
通過大量的科學實驗，威利斯最終同意人類的生命活動中并沒有所謂靈魂的參與。他發現血液從空氣中提取某種物質并將其傳輸給肌肉，從而成為軀體的驅動力。
但是，他無法在身體中找到理性思維的生理歸屬，所以他只能采納了伽桑狄的觀點，認為理性思維是非物質的，同時他也同意笛卡爾的看法，相信思維位于大腦。
他認為神經負責從外界獲取感覺，動物的靈魂隨后將感覺運往大腦。來自各處的靈魂跟隨神經通路來到大腦深處，最后匯聚在一個中央地帶，即連通左右半球的巨大神經束：胼胝體。
在人類理解意識的征途中，威利斯是一個重要人物。他是首批將特定大腦損傷與特定行為障礙聯系起來的學者，同時他還認識到大腦不同區域負責不同的任務。
他認為腦能夠在不同區域而非單一腦區自動完成多個任務；他還描述了大腦的信息交流通道，只不過他尚未認識到通道中傳輸的只是電信號，而不是他所認為的靈魂。因為，在他那個時代，人類還沒有發現電。
