L’ouvrage recense de nombreux cas de démence représentés dans les œuvres d'art depuis le Ve siècle. En parallèle aux examens cliniques, toujours servis par le dessin chez Charcot, il établit dans ce livre une nouvelle passerelle entre l'art et la médecine : étudier les représentations de « démoniaques » à travers l’histoire lui permet d'affirmer que l'hystérie n'est pas une maladie propre au XIXe siècle et engendrée par l'étourdissant tumulte de la révolution industrielle, comme d'aucuns le pensent alors.
Magendie, maître de Claude Bernard, élucide les fonctions des nerfs rachidiens (attachés à la moelle épinière) : racines dorsales (au dos de la colonne) afférentes (information remontante) pour la sensitivité, racines ventrales efférentes pour la motricité. C’est le début de la neurologie, et le fondement d’une école française de physiologie expérimentale.
La découverte de la latéralisation des fonctions cérébrales, et de la zone commandant l'articulation du langage, sur le cortex frontal gauche, qui sera appelée "zone de Broca".
Le réflexe conditionnel du chien de Pavlov (il salive quand il entend une clochette précédant la nourriture) marque le début de la branche de la biologie consacrée à la nature et au fonctionnement de la mémoire.