揭示脑与心理（行为)关系的研究方法有以下十种：
一、比较解剖法
1．从种族发生和进化的各个阶段来比较脑和心理的发展，从低等脊椎动物到灵长类和人类的各个阶段脑的相对重量比较、外周感觉神经纤维与皮层神经元联系的数量、两半球皮层各区比例的变化，以及皮层各区组织结构的变化来看它们心理（行为)的发展。也可从猿到人的演变过程即从南方古猿（人猿)、原始人（直立猿人、北京猿人)，古人到新人，比较他们的颅骨容量、颅骨内皮层模型来看大脑各区的发展，并联系他们留下的文化遗迹看他们的心理（行为)发展。
2．个体发育不同阶段的比较，即比较新生儿、6个月、1岁、2岁、4岁、7岁、12岁到成人的大脑各叶的发展、各级皮层区的面积扩大顺序和比例看其心理的发展。
二、皮层刺激法
1．直接刺激法 打开颅骨（动物实验或人的颅脑外手术)，用机械的或弱电流直接刺激大脑皮层各个点以获得其机能的知识。其中潘菲尔德及其同事在本世纪四十年代以后所做的工作最为出色。他们发现刺激一级皮层区能引起病人最简单的感觉，而刺激二级皮层区则引起复杂的、在过去经验中所形成的完整的知觉映象。
2．间接刺激法 外界声、光信号通过巴浦洛夫的条件反射法“间接”刺激脑皮层来观察动物与人的行为变化，或记录脑的诱发电位来分析大脑各皮层区是如何接收外界简单或复杂刺激信号的，即观察在外界信号所引起的较为复杂的积极心理过程中，通过诱发电位在大脑皮层各部分参与活动的广泛过程和程度。
3．微电极刺激个别神经元法 用微电极插入动物皮层和皮层下不同的组织，引出个别神经元的电位，从而发现各个神经元对刺激物所起的反应是不同的。皮层一级区和二级区中各个神经元对刺激信号的反应具有高度的特异性。
三、毁损皮层法
观察切除动物脑的某一部分或由于外伤、出血、缺血或肿瘤而使人脑皮层下某一部分损害后引起的心理（行为)变化。这一古老的研究方法业已证明：动物进化的程度愈高，其行为受皮层调节的程度就愈大。
四、斯佩里的“割裂脑”法
用外科手术将联结大脑两半球的胼胝体、前连合、海马连合以及视交叉纤维切断，以研究两侧半球各自独立地接受外界刺激以及引起的心理现象和行为。
五、一侧麻醉法
又称瓦达技术（Wada technique)：1949年由瓦达创立的技术，将一种迅速起作用的麻醉剂－异戊巴比妥钠注入颈内动脉，使一侧半球处于暂时麻醉状态，导致该侧机能丧失，以判定该侧是否为语言优势半球。亦可应用此法研究两半球各自的机能。故又称阿米妥部分切除技术（amytal ablation technique)。
六、一侧电休克法
一侧电休克法（unilateral electrical shock technique,UEST)是对传统治疗精神病人的电休克法的改进，即把原来电极放置头部两额侧，改成放在一侧，以减轻治疗后明显的记忆障碍，Frost和Lancaster（1958)。临床上对右利手病将电极放置在右侧非优势半球，可大大缩短治疗后精神恍惚的时间，记忆也不受影响。之后，不少学者用此法研究优势半球和非优势半球的机能影响。
七、速视器半边视野刺激法
速视器半边视野刺激法（tachistoscopic visual half-field technique)是1952年Mishkin和Forgays 依据人的视觉系统的解剖生理特点，在不切断大脑胼胝体连合纤维即大脑机能完整的情况下，用速视器技术向人的半边视野呈现刺激物，将时间传至一侧半球，以研究左、右半球的不同机能的一种技术。此技术操作简便，只要时间控制精确，可在无伤害条件下，研究正常人或病人一侧半球对信号刺激物的反应，因而成为神经心理学中一项被广泛采用的研究技术。
八、双听技术
虽然听觉纤维自一耳投射至两侧半球皮层，但主要投射到对侧，在同时双听技术（dichotic listening technique)下到同侧半球听纤维的机能往往被掩蔽。B.E.Broadbent建立的并由D.Kimura修订的“同时给人的两耳呈现不同的声音信息的技术”，发现将不同的语音（词、数字)同时输送给两耳，被试者往往能比较准确地说出右耳所听到的词；如果同时输送不同的乐调，则被试者往往说出左耳听到的乐调。可利用此技术检查左、右两半球各自的功能。
九、正电子闪射脑扫描
正电子闪射脑扫描（positrum emission tomograph,PET)是利用放射性同位素葡萄糖H3探测脑细胞的活动情况，用电子计算机控制的三维摄影机扫描，显示人在某种思维活动中同位素在脑内相应区域的分布图。
十、神经心理学测验
临床神经心理学家将在传统心理学中常用的基本心理能力如感知、注意、记忆、思维、语言和智力等测验移植过来并加以修订，用来研究大脑左、右半球在完整或损伤条件下所表现的差异，并可作为大脑某些疾病的诊断和治疗依据。这些神经心理的测验技术已成为神经病学临床检查的重要方法之一。
临床常用的神经心理学检查方法请参看第二篇第十四章。
