腦功能定位學說的早期代表人物是F. J. Gall（1758∼1828）和J. C. Spurzheim（1776∼1832）。Gall和Spurzheim認為：心理歷程與大腦皮質有很密切的關係；人類各種不同的心理歷程，並非由單一的器官（如松果體）所支配．不同的心理歷程是由大腦皮質不同的部位所掌管；皮質的發展情況直接影響了顱骨的形狀，皮質較發達的地方，顱骨突起，代表該部位所支配的心理歷程或有關的行為傾向較強，低陷的顱骨代表該區管轄的功能或行為傾向較弱。所以，只要觀察顱骨的外表凹凸的程度，即透過所謂顱檢查術（Cranioscopy）就可以推知個體各方面行為傾向的強弱。而這種研究顱骨外表特徵與心理功能的學說，Spurzheim名之為顱相學（Phrenology）。
顱相學雖然風行一時，但是很快就被人自所揚棄。因為沒有證據顯示顱骨外表的特微與顱骨內腔或腦皮質的性質有密切的關係，更因為顱相學所提出的心理歷程或性格傾向，如仁愛、高尚精神、壯烈性等，都很難下一個確切的定義，更不用說如何客觀地予以量化了。如果Gall和Spurzheim當時能把研究重點放在腦部組織本身的結構，例如腦回或腦溝的結構上，同時又能注重可以客觀量度的行為，則神經心理學史或須重寫。不過，Gall和Spurzheim在神經心理學上亦有不可抹煞的貢獻，例如，他們強調皮質的重要性，認識到皮質細胞與皮質下結構的聯繫，以及兩半球乃由連合部所連接等。但很可惜這些看法當時都被忽視，人們都把注意力集中在反對顱相學上去了。
在反對顱相學的學者當中，以P. Flourens（1794∼1867）最具影響力。Flourens認為大腦是以整體的方式發揮功能的，心理功能並不像Gall和Spurzheim所說的那樣，是由於個別特定的部位支配的。Flourens切除雞和鴿子等的部分中樞神經系統，觀察其手術後行為的變化情況。他發現，手術後功能缺損的程度與所切除的腦組織的多寡有密切關係。若所有的腦組織都被切除，則一切功能當盡告喪失；但若只切除部分則可全面恢復所有的功能。Flourens因此認為腦功能並無特殊的定位，所有功能在大腦都佔有同樣廣闊的區域。這種看法後來由Lashley予以發揚，主張大腦的每一個區域對任何行為都具有同樣的支配能力，此即後來所稱的等勢說（equipoteneiality）。不過Flourens把鴿子和雞所得的實驗結果，概推到人類大腦的功能，這是很難使人信服的，因為人類大腦的結構與鴿子和雞的大腦實在是相距太遠。另一方面，Gall和Spurzheim的顱相學雖有很多謬誤，但其關於大腦有多種不同的功能，且不同的功能乃由大腦不同的區域主管等主張仍有不少學者支持。這些都影了二十世紀初腦功能定位的研究。
