Fue a partir del desarrollo de nuestra comprensión sobre los neurotrasmisores y neuromoduladores -es decir, las moléculas ubicadas en el ámbito de la sinápsis, las cuales funcionan como señales que se comunican de una neurona a otra- que se empezaron a proponer hipótesis sobre la participación de éstos en la expresión de la conducta. Así se planteó que la esquizofrenia está relacionada con un exceso de dopamina en el cerebro; mientras que la destrucción de las neuronas dopaminérgicas (productoras de dopamina) en la vía nigroestriatal⁷ produce la enfermedad de Parkinson. Debido a ello, el tratamiento antipsicótico que disminuye la dopamina en el esquizofrénico tiene como efecto colateral el desarrollo del parkinsonismo medicamentoso; es decir, un trastorno similar al parkinson que desaparece al suspender el tratamiento antipsicótico.

Por otra parte, en cuanto a conductas espontáneas, el ciclo sueño-vigilia se ha relacionado con un equilibrio entre la serotonina, la noradrenalina, la acetilcolina y diversos péptidos, en un área del cerebro llamada tallo encefálico,⁸ mientras que el apetito se ha asociado con la actividad noradrenérgica y serotoninérgica (es decir, productora de noradrenalina y de serotonina) en otra región, en la base del cerebro, llamada hipotálamo (ver tabla).