Początkowo koncentrował się na masie mózgu; doszedł m.in. do wniosku, że przeciętna waga mózgowia wybitnych przedstawicieli nauk ścisłych jest wyższa niż luminarzy nauk humanistycznych. Zestawienia mas mózgowi autorstwa Spitzki były wielokrotnie cytowaneNp. Santee HE. Anatomy of the brain and spinal cord, with special reference to mechanism and function, for students and practitioners (1915) s. 50.. W innej pracy postawił hipotezę, że ludzie wybitni mają dobrze rozwiniętą część przednią wyspy (preinsula). Później uznał, że istnieje związek między grubością ciała modzelowatego (spoidła wielkiego) i polem przekroju środka półowalnego a inteligencją, istotniejszy niż waga mózgowia czy proporcje istoty szarej i białejEditorial. Associating Tracts and Brain Power. Alienist and Neurologist 26 s. 101–102 (1905)..
Zajmował się zmianami w mózgowiu spowodowanymi prądem elektrycznymSpitzka EA. The resuscitation of persons shocked by electricity. Journal of the Medical Society of New Jersey 5, s. 549–555 (1909).Spitzka EA. The effects of electricity upon the human organism and the resuscitation of persons shocked by electricity. Current News (The Phila. Electric Co. Sec. of the National Elec. Light Assoc.) 3, s. 262–273, 1911..