Le réductionnisme est une des voies par laquelle la science moderne promeut la possibilité d'une unification de la connaissance au travers d'un langage unique. Dans ce contexte, les faits appartenant à un champ donné sont expliqués par des modèles et des théories appartenant à un niveau inférieur. A côté de cette attitude épistémologique, un autre mode d'explication tente de privilégier l'existence de structures irréductibles, c'est-à-dire de structures qui ne peuvent être décomposées en éléments plus simples sans mettre en péril la spécificité des phénomènes. Ces deux modalités d'explication sont analysées dans le champ de la biologie et plus particulièrement dans celui des neurosciences. A cet effet, la recherche des bases moléculaires et cellulaires de l'apprentissage et la mémoire a été choisie comme paradigme permettant d'illustrer le débat entre ces deux styles d'explication.