神经生理学家帕帕兹（J.W.Papez）于1937年系统地阐述了一个包括情绪行为与情绪体验的复合神经机构，即帕帕兹环路。该环路的主要结构就是边缘系统。帕帕兹认为，情绪过程建立在海马，当海马被刺激时，冲动通过胼胝体下的白色纤维接力到下丘脑的乳头体。兴奋从下丘脑传递到丘脑前核，并上行到大脑内边界的扣带回，再回到海马和杏仁核，完成了这一环路。兴奋在这一环路上经扣带回扩散到大脑皮层，冲动在这里附加于意识上，产生情绪体验。
医学的临床观察和实验证明，帕帕兹环路中的扣带回、杏仁核等部位与情绪的产生有密切关系。切除了扣带回前部的病人表现为失去恐惧情绪，并在社交活动中变得冷漠无情。某些有凶暴行为的病人，其脑病变常发生在杏仁核，对某些病人施行杏仁核毁坏性损伤手术后，追踪观察表明他们的凶暴行为未再发作。
心理学家麦克林（P.D.Maclean）研究和扩展了帕帕兹的情绪学说，于40年代末提出了“内脏脑”的概念。内脏脑所占据的中皮层部位调节着所有的感觉器官和内部器官，通过下丘脑调节内脏反应和骨骼反应。从进化过程看，中皮层是介于新、老皮层之间的脑结构，兴奋从这用转换到大脑皮层，从而提供意识的感情成分。麦克林认为，情绪过程是由皮下机构调节的，而对情绪性质的评价、认识过程则由大脑皮层完成。因此，只有当皮层下部位输入的神经冲动经过边缘系统的整合，并同皮层活动联系起来时，才是情绪产生的完整机制——大脑皮层促成情绪体验，下丘脑促成情绪表现。
