Ein kleines Mikroskop, ein Fläschchen Silbernitrat, Tusche und Feder – mit diesen Utensilien läutete der spanische Mediziner Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) den Anfang der Neuroanatomie ein. Mit einer von seinem ita­lienischen Zeitgenossen Camillo Golgi (1843-1926) entwickelten Färbemethode schwärzte er dünne Scheibchen Nervengewebe und machte so deren Bestandteile im Lichtmikroskop sichtbar. Peinlich genau zeichnete er die Zellverbindungen auf Papier nach. Auf diese Weise entdeckte Ramón y Cajal die cha­rakteristischen Formen und Verästelungen verschiedener Typen von Nervenzellen.
Der Mediziner bemerkte schnell, dass das Gewebe des Zentralnervensystems aus dicht gepackten Neuronen besteht, die über zahlreiche Synapsen miteinander verbunden sind. Mit der Golgi-Färbemethode konnte er allerdings immer nur einen winzigen Bruchteil der Zellen eines Gewebes untersuchen; er war noch weit davon entfernt, den gesamten Schaltplan eines Gehirns zu entschlüsseln. So schrieb er in seiner Auto­biografie: "Die unbeschreibliche Komplexität der Struktur der grauen Substanz ist so vertrackt, dass sie der hartnäckigen Neugier von Forschern trotzt und noch viele Jahrhunderte trotzen wird."
Das erste Lebewesen, dessen Nervensystem vollständig rekonstruiert wurde, ist der etwa ein Millimeter lange Fadenwurm Caenorhabditis elegans …