Pour un groupe de chercheurs américains représentés par la philosophe Patricia Churchland, seules une science cognitive et une philosophie de l’esprit enracinées dans la neurophysiologie ont une chance de perdurer. Proposant une théorie neuronale de la pensée, elle attaque les positions adoptées par les fonctionnalistes. Ce mouvement s’est construit par opposition à l’approche de Fodor. Patricia Churchland explique qu’elle a été choquée, en 1975, par la lecture du livre de Fodor, Le langage de la pensée , qui affirme que la connaissance du cerveau est inutile pour comprendre la cognition. Elle commença à étudier la neurobiologie et, à l’issue de ses études, elle était persuadée que le niveau psychologique n’était pas pertinent pour l’étude de l’esprit et proposait le réductionnisme éliminativiste : réduction des états mentaux aux phénomènes biologiques sous-jacents. L’approche adoptée est celle qui consiste à modéliser sur ordinateur les fonctions cognitives, à produire des simulations qui utilisent les données obtenues par les neurophysiologistes.
En France, c’est le neurobiologiste Jean-Pierre Changeux qui a défendu une théorie neuronale de la pensée. Dans son livre, L’Homme neuronal [...].
Les premiers à avoir tenté de construire ce domaine sont des informaticiens, des psychologues et des linguistes qui ont commencé à se rencontrer lors de séminaires, financés par l’IRIA (Institut de Recherche en Informatique et Automatique), dans les années 70 (citons entre autres Daniel Kayser, Mario Borillo, André Lentin, Jean-François Le Ny, François Bresson, Georges Noizet, Jean-François Richard) puis qui ont créé, en 1981 l’ARC (aujourd’hui ARCo), association pour la recherche en sciences cognitives.
Finalement, en 1995, c’est un chercheur en intelligence artificielle, Jean-Gabriel Ganascia, qui sera responsable du programme "Sciences de la Cognition", fruit de l’unification des actions du CNRS et du ministère de la recherche. Ce sera ensuite Catherine Fuchs qui deviendra la présidente du programme Cognitique.
En 2002, la définition des neurosciences cognitives donnée dans Le cerveau intime , par Marc Jeannerod, directeur de l’Institut des sciences cognitives à Lyon, est la suivante :
« Les neurosciences cognitives ne cherchent pas à analyser le fonctionnement d’un élément isolé de l’ensemble. Elles cherchent au contraire à comprendre comment le fonctionnement ordonné du cerveau dans son ensemble contribue à notre pensée, notre langage, notre mémoire, en un mot à notre activité cognitive. »