ヘスは動物の間脳をマッピングするために、局所的な電気刺激を行い、刺激部位と循環、呼吸、体温、摂食行動などの変化を対応づけました。特に視床下部が自律神経系の中枢であり、交感神経と副交感神経のスイッチを切り替える役割を持つことを明確にしました。これにより、ストレス時の血圧上昇や空腹・満腹シグナルの脳内経路が解明され、内科・神経科の診断や治療に役立っています。今日のペースメーカー制御やホルモン療法の原理にもつながり、基礎医学と臨床医学の橋渡しとなりました。

ヘスはステレオタクティック法を用い、自由に動くネコの視床下部・視床領域へ微弱直流電流（2–3 μA）を通電し、心拍、血圧、呼吸、瞳孔径、摂食量、体温などを多変量で同時計測しました。刺激部位を再建することで、視床下部内側領域が副交感系反応（血圧低下、胃ぜん動促進）を、外側領域が交感系優位の反応（血圧上昇、瞳孔散大）を惹起することを示しました。また摂食／飲水中枢や睡眠覚醒中枢の局在も明示し、機能局在論に生理学的根拠を付与しました。この研究は自律神経失調症、肥満症、発熱機序の理解を深化させ、神経内分泌学の発展を促しました。

Hessのin vivo刺激実験は、可動式micro-electrodeとchronaxy解析により、視床下部核群の放電閾値と反応潜時を定量化した点で画期的である。彼は刺激強度-時間曲線を用いてend-organ反応を計量化し、視床下部内外側核群、乳頭体、視交叉上核などの統合機能を階層的に記述した。また、化学刺激（アセチルコリン、アドレナリン局注）と電気刺激の比較から、副交感・交感反応の薬理的モジュレーションを実証した。これらの成果は後のHRP逆行性トレーシング、光遺伝学による回路解析のプロトタイプと位置づけられる。