Investigar la evolución del cerebro y de las habilidades cognitivas en los homínidos fósiles es todo un reto, considerando que no disponemos ni de sus tejidos blandos ni de evidencias directas de sus comportamientos. Más allá de las informaciones sobre las especies vivientes, no queda otra que recurrir a la paleontología para hacer inferencias sobre sus características neuroanatomicas, y a la arqueología para hacer inferencias sobre sus capacidades mentales. A pesar de las dificultades, hay disciplinas que intentan proporcionar un marco científico, experimental y cuantitativo a estas inferencias, abriendo nuevas perspectivas tanto teóricas como metodológicas. Estas disciplinas son la paleoneurología, la neuroarqueología y la arqueología cognitiva, cuyo objetivo es investigar, en las especies extintas, la anatomía cerebral, las funciones cerebrales, y la estructura del proceso cognitivo.