Este artigo propõe uma análise comparativa entre as novas concepções da neurociência apresentadas por Stanislas Dehaene e a obra “Pedagogia da Autonomia: Saberes necessários à prática docente” de Paulo Freire. A análise surge a partir das atividades desenvolvidas no Laboratório de Formação de Professores para o Desenvolvimento Metacognitivo-crítico (LaDeM), onde obras de neurociência e formação de professores são exploradas, interpretadas e objeto de estudo. A autonomia proposta em Freire é característica da função docente, onde a capacidade de julgar o que é melhor para a prática são chamados de “saberes necessários”. A autonomia proposta pelos estudos de Dehaene, incide nos próprios processos mentais, como a capacidade do cérebro de agir de forma independente, tomando decisões e realizando ações sem depender exclusivamente de estímulos externos, envolvendo processos cognitivos complexos, como a capacidade de planejar, tomar decisões com base em metas e valores pessoais, e controlar impulsos, de maneira tal que a inteligência artificial tem aporte nos processos humanos para aprimorar-se. Por meio de uma abordagem qualitativa, foram identificados pontos de convergência e divergência entre as percepções dos autores, destacando-se a inter-relação entre as obras no contexto do processo de aprendizagem e da autonomia docente. A análise demonstra a importância de considerar ambas as perspectivas para o desenvolvimento pleno do processo de aprendizagem, que é um dos maiores feitos humanos.