Charles Bell était un auteur prolifique qui combinait ses connaissances anatomiques avec son œil artistique pour produire un certain nombre de livres très détaillés et magnifiquement illustrés. En 1799, Bell publie son premier ouvrage « A System of Dissections, explaining the Anatomy of the Human Body, the way of displaying Parts and their Varieties in Disease « . Son deuxième travail a été l’achèvement de l’ensemble en quatre volumes de « L’anatomie du Corps humain » de son frère en 1803. La même année, Bell publie ses trois séries de gravures intitulées » Gravures des Artères « , « Gravures du Cerveau » et « Gravures des Nerfs « . Cet ensemble de gravures consistait en des diagrammes anatomiques complexes et détaillés accompagnés d’étiquettes et d’une brève description de leur fonctionnalité dans le corps humain et a été publié comme un outil éducatif pour les étudiants en médecine en herbe. Les « Gravures du cerveau » revêtent une importance particulière pour cette première tentative publiée par Bell d’élucider pleinement l’organisation du système nerveux. Dans son introduction à l’œuvre, Bell commente la nature ambiguë du cerveau et de son fonctionnement interne, un sujet qui l’intéresserait pour le reste de sa vie.
En 1806, avec son œil sur un poste d’enseignant à la Royal Academy, Bell publie ses Essais sur l’Anatomie de l’Expression en Peinture (1806), réédités plus tard sous le titre Essays on The Anatomy and Philosophy of Expression en 1824. Dans ce travail, Bell a suivi les principes de la théologie naturelle, affirmant l’existence d’un système unique de muscles faciaux humains au service d’une espèce humaine avec une relation unique au Créateur, des idéaux parallèles à ceux de William Paley. Après l’échec de sa candidature (Sir Thomas Lawrence, plus tard président de la Royal Academy, décrivit Bell comme » manquant de tempérament, de modestie et de jugement « ), Bell se tourna vers le système nerveux.
Bell a publié des études détaillées du système nerveux en 1811, dans son livre à diffusion privée An Idea of a New Anatomy of the Brain. Dans ce livre, Bell a décrit son idée des différentes voies nerveuses se connectant à différentes parties du cerveau et conduisant ainsi à différentes fonctionnalités. Ses expériences pour étudier cela consistaient à ouvrir la moelle épinière d’un lapin et à toucher différentes colonnes de la corde. Il a constaté qu’une irritation des colonnes antérieures entraînait une convulsion des muscles, tandis qu’une irritation des colonnes postérieures n’avait aucun effet visible. Ces expériences ont conduit Bell à déclarer qu’il était le premier à faire la distinction entre les nerfs sensoriels et moteurs. Bien que cet essai soit considéré par beaucoup comme la pierre fondatrice de la neurologie clinique, il n’a pas été bien reçu par les pairs de Bell. Son expérimentation a été critiquée et l’idée qu’il a présentée que les racines antérieures et postérieures étaient connectées au cerveau et au cervelet respectivement, a été rejetée. De plus, l’essai original de Bell de 1811 ne contenait pas en fait une description claire des racines nerveuses motrices et sensorielles comme Bell l’a affirmé plus tard, et il semble avoir publié des révisions ultérieures incorrectement datées avec de subtiles modifications textuelles.
Malgré cette réaction tiède, Charles Bell a continué à étudier l’anatomie du cerveau humain et s’est concentré sur les nerfs qui y sont connectés. En 1821, Bell publie le » Sur les nerfs: Rendre compte de certaines Expériences sur Leur Structure et leurs Fonctions, Qui Conduisent à un Nouvel Arrangement du Système « dans les Transactions Philosophiques de la Royal Society. Cet article contenait la découverte la plus célèbre de Bell, que le nerf facial ou septième nerf crânien est un nerf d’action musculaire. C’était une découverte assez importante car les chirurgiens coupaient souvent ce nerf comme une tentative de guérison de la névralgie faciale, mais cela rendait souvent le patient avec une paralysie unilatérale des muscles faciaux, maintenant connue sous le nom de paralysie de Bell. Grâce à cette publication, Charles Bell est considéré comme l’un des premiers médecins à combiner l’étude scientifique de la neuroanatomie avec la pratique clinique.
Les études de Bell sur l’expression émotionnelle ont joué un rôle catalyseur dans le développement des considérations de Darwin sur les origines de la vie émotionnelle humaine; et, bien qu’il rejetait les arguments théologiques de Bell, Darwin était tout à fait d’accord avec l’accent mis par Bell sur le rôle expressif des muscles de la respiration. Darwin a détaillé ces opinions dans The Expression of the Emotions in Man and Animals (1872), écrit avec la collaboration active du psychiatre James Crichton-Browne. Bell a été l’un des premiers médecins à combiner l’étude scientifique de la neuroanatomie avec la pratique clinique. En 1821, il décrit dans la trajectoire du nerf facial et une maladie, la paralysie de Bell qui a conduit à la paralysie unilatérale des muscles faciaux, dans l’un des classiques de la neurologie, un article remis à la Royal Society intitulé Sur les nerfs: Rendre compte de certaines Expériences sur Leur Structure et leurs Fonctions, Qui Conduisent à une Nouvelle Disposition du Système.
Bell a également combiné ses nombreux talents artistiques, scientifiques, littéraires et pédagogiques dans un certain nombre de préparations à la cire et des illustrations anatomiques et chirurgicales détaillées, des peintures et des gravures dans ses plusieurs livres sur ces sujets, comme dans son livre Illustrations of the Great Operations of Surgery: Trepan, Hernie, Amputation, Aneurisme et Lithotomie (1821). Il a également écrit le premier traité sur les notions d’anatomie et de physiologie de l’expression faciale pour les peintres et les illustrateurs, intitulé Essays on the Anatomy of Expression in Painting (1806).
En 1829, Francis Egerton, huitième comte de Bridgewater, mourut et dans son testament, il laissa une grosse somme d’argent au Président de la Royal Society de Londres. Le testament stipulait que l’argent devait être utilisé pour écrire, imprimer et publier mille exemplaires d’un ouvrage sur la Puissance, la Sagesse et la Bonté de Dieu. Le président de la Royal Society, Davies Gilbert, chargea huit gentilshommes d’écrire des traités distincts sur le sujet. En 1833, il publie le quatrième traité de Bridgewater, The Hand: Its Mechanism and Vital Endowments as Evincing Design. Charles Bell a publié quatre éditions de La Main. Dans les premiers chapitres, Bell organise son traité comme un manuel précoce d’anatomie comparée. Le livre est plein d’images où Bell compare les « mains » de différents organismes allant des mains humaines, des pattes de chimpanzés et des palpeurs de poissons. Après les premiers chapitres, Bell oriente son traité autour de la signification de la main et de son importance dans son utilisation en anatomie. Il souligne que la main est aussi importante que l’œil dans le domaine de la chirurgie et qu’elle doit être entraînée.