Пети станал изключителен анатом. След като се завърнал в Англия, не след дълго той получил място в Оксфорд. Както и Везалий преди него, Пети разполагал с постоянен поток от трупове от бесилката. Към него се присъединил и още един млад лекар, Томас Уилис, роялист и заклет англиканец. Поради тези му убеждения, които не се радвали на местна популярност, обучението на Уилис било доста безсистемно. Пети поправил това с лихвите и през следващите пет години превърнал Уилис в още един изключителен анатом, който също предпочитал да се учи от наблюдението и опита. Младата област на невронауката тъкмо правела първите си стъпки в Англия, когато тези двамата поели юздите. Скоро никой вече не можел да отминава централната роля на мозъка, щом ставало въпрос за умствени състояния, съзнание и все още – за някои – за душата.
Една малка стъпка за науката
В изграждането на великата научна репутация влизат много неща особено ако областта е млада и непроверена. Късметът за Пети и Уилис дошъл около година след като Пети започнал работа, когато в кабинета му пристигнал ковчег с последната жертва на бесилката, Ан Грийн. Тя била изнасилена, а по-късно осъдена на смърт, задето убила новороденото си дете. Била обесена за врата и висяла така цял половин час, докато нейните близки, както било обичайно навремето, се вкопчвали в тялото ѝ, полюшващо се на въжето, за да ускорят смъртта ѝ с тежестта си. На аутопсията на следващия ден кабинетът на Пети бързо се изпълнил с множество хора.
С Пети начело дисекциите се били превърнали в нещо като зрелищен спорт. Но преди той да влезе в помещението, някой вдигнал капака на ковчега и отвътре се чуло гъргорене почти като в творба на Едгар Алан По. Когато Пети и Уилис прекрачили прага, един зрител удрял по гръдния кош на Грийн. Те се впуснали трескаво да я съживяват с различни средства и успели до такава степен, че на следващата сутрин тя питала за бира. Съдиите искали да я обесят отново, но двамата лекари ги убедили, че жената била получила спонтанен аборт (тя била бременна само четири месеца), а детето всъщност било мъртво при раждането си. Тя била оправдана и впоследствие родила три деца. Това доста зрелищно събитие донесло слава и богатство на Пети и Уилис. То им осигурило завиден изследователски живот без нуждата да ходят да просят финансова подкрепа.
Пети и Уилис работили заедно още четири години. Под наставничеството на Пети Уилис започнал да прави аутопсии на пациентите си, когато умирали, за да разбере по-добре тялото и въздействието на различните болести върху него и евентуално да открие причините им. По-късно Пети се насочил към по-перспективна кариера, като пътувал като лекар с армията на Оливър Кромуел в Ирландия (и още по-късно станал известен икономист, член на парламента и член-основател на Кралското дружество). Уилис поел работата и проявил особен интерес към мозъка, разработвайки методи за дисекция, благодарение на които видял неговата анатомия по-ясно, отколкото я били виждали предшествениците му. Заедно с Кристофър Рен, който редом с другите си постижения (той бил астроном, хирург и архитект) въвел изкуството да се инжектират багрила във вените, Уилис очертал кръвоносната система на мозъка, като инжектирал мастило и шафран в сънната артерия на куче. Той бил първият, който разбрал функцията на кръвоносната структура в основата на мозъка, която в негова чест е наречена кръг на Уилис.
Заедно Уилис и Рен произвели най-точните рисунки на човешкия мозък дотогава и ги издали в книга – „Анатомията на мозъка и нервите“. Тя се разпродала и претърпяла четири допечатки през първата година. Анатомичните рисунки в нея останали ненадминати повече от двеста години.
При всичките си анатомични познания обаче Уилис все още държал на идеята, че съществуват жизнени и чувстващи духове, които поддържали тялото живо – идея от миналото, която явно не искала да умре. Но Пети го бил обучил добре. В крайна сметка Уилис променил мнението си, когато учениците му го убедили чрез многобройни находчиви експерименти, че няма замесени никакви духове. Кръвта вземала нещо от въздуха и го доставяла на мускулите и това било движещата сила на тялото. Не успели да стигнат чак до химическия елемент кислород, но били много близо.