认知神经科学的发展深刻改变了人们对心理活动的理解。这门交叉学科借助脑成像技术揭示了心理过程的物质基础，传统心理学中许多被奉为圭臬的理论模型正经历根本性重构。精神分析学派曾将意识活动划分为本我自我超我三层结构，fMRI扫描却显示决策过程涉及前额叶皮层与边缘系统的复杂交互网络。弗洛伊德描述的无意识冲突，在神经层面表现为不同脑区激活模式的动态竞争。
记忆研究领域的变革尤为显著。艾宾浩斯开创的记忆曲线研究建立在行为实验基础上，认为记忆是单一系统的线性衰退。海马体损伤患者的研究彻底颠覆了这种观点：有位手术切除海马体的病人无法形成新记忆，却能熟练操作前一天刚学的钢琴曲。神经科学证明存在程序性记忆与陈述性记忆两套独立系统，前者依赖基底神经节，后者需要海马体参与运作。这种发现使记忆训练方法发生根本转向，运动康复领域开始利用小脑的可塑性设计特定动作记忆方案。
情绪理论同样面临重建。詹姆斯-兰格理论曾主张情绪体验源于生理反应，如同看见熊才引发恐惧。杏仁核的深度电极研究提供了相反证据：刺激该区域会直接产生恐慌体验，随后才出现心跳加速等生理变化。更关键的是，情绪中枢与认知中枢存在密集的双向连接，前扣带回皮层同时处理疼痛感受与道德判断，打破了传统心理学将情感与理智割裂的二元框架。
决策机制研究开辟了全新维度。经济学理性人模型假设人类总是追求利益最大化，腹内侧前额叶皮层的损伤案例却显示：当该区域受损，患者虽能清晰分析利弊，却无法做出符合自身利益的选择。神经经济学实验进一步证明，当预期奖赏超过风险阈值，伏隔核会释放多巴胺驱动冒险行为，这种神经冲动常压倒理性计算。营销策略正据此设计触发多巴胺释放的感官线索。
意识本质的探索获得实质性突破。笛卡尔的身心二元论统治西方思想数百年，植物人患者的脑电图研究揭示了意识存在的神经标志：当播放患者熟悉的名字，其大脑会产生特定事件相关电位，这种微弱的电信号成为判断意识状态的金标准。全麻状态下的大脑功能连接组研究则显示，意识并非“全有或全无”的状态，而存在从分散处理到全局整合的连续谱系。
研究方法论正经历范式转换。华生主张的行为主义要求仅研究可观测反应，弥散张量成像技术却能追踪思维活动的白质纤维传导路径。格式塔学派提出的完形法则，在视觉皮层V1-V4区的层级加工过程中获得验证：简单线条在初级皮层处理，复杂图形识别需要更高级皮层参与。这种技术手段的革新使心理学从现象描述迈入机制解析阶段。