在20世纪70年代末，由于左旋多巴（L-dopa）药物副作用的出现，外科手术治疗帕金森病（PD）重新受到关注，标志着立体定向外科的再次复兴。这一时期以神经外科手术方法的重新兴起为特征。随着科学技术的进步，计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）和数字血管造影等新技术提供了更精确的解剖学数据。CT和MRI可清晰显示丘脑的轴位结构、丘脑内囊和苍白球内囊的边缘定位，为功能外科中以影像为基础的立体定向手术提供了潜在的靶点定位价值。同时，微电极记录技术的进一步发展，为靶点选择和范围确定提供了精确的功能性指标。

这一时期的主要特征是苍白球和丘脑靶点位置的改变。苍白球毁损的位置从先前的内侧或外侧苍白球的前外侧部，发展为内侧苍白球的腹后内侧部。苍白球毁损术的重新应用提供了治疗左旋多巴药物副作用的机会，并使患者重新获得药物治疗的益处。1985年，Laitinen等人通过苍白球腹后外侧部毁损术的临床应用，使内侧苍白球作为主要靶点的选择重新复活，其成功主要归因于该手术对异常不随意运动的显著治疗效果。1992年，他们报道了1985年至1990年间实施的38例苍白球腹后内侧部毁损术治疗帕金森病的临床结果，大部分患者表现为震颤和左旋多巴诱导的运动障碍症状持续减轻，同时对腿部痉挛、僵硬、步态紊乱及运动功能减退等症状也有明显改善。此外，丘脑毁损术也是重要的手术方法，在微电极记录技术的帮助下，抑制震颤的最佳靶点已由腹中间核（Vim）替代了腹外侧核。然而，双侧毁损术式的风险/疗效比再次被提出。显然，双侧丘脑手术存在明显的语言、步态和记忆紊乱风险，一些人认为双侧苍白球毁损术也带来了不可接受的语言障碍和智力障碍风险。

在这一时期，神经移植技术作为一种新兴的手术方法被开展。其目的是通过移植可产生所缺乏神经递质的细胞成分，实现针对病因的治疗。理论上这是一种理想的治疗方法，且对运动失调性疾病具有更小的侵袭性。1985年，Backlund等人在瑞典报道了两例移植富含儿茶酚胺的肾上腺髓质至尾状核头部的患者，结果令人鼓舞，但尚不足以推广为常规治疗方法。1987年，Madrazo等人在墨西哥进行了进一步研究，报道了更令人鼓舞的结果。虽然开放手术移植肾上腺组织伴随许多并发症，但应用立体定向肾上腺组织注射的方法避免了这些问题。然而，这种植入肾上腺的手术对患者较为脆弱，植入的肾上腺逐渐萎缩，因此该方法在随后几年逐渐被放弃。1989年，首例应用立体定向方法、使用人胎儿神经元作为移植物植入帕金森病患者纹状体内的临床试验被报道，全球已有300多例患者接受了胚胎腹侧中脑组织的移植术。国内在山东、广西和上海等地也开展了此类手术，但由于移植排斥、移植物存活及供体等多因素影响，临床疗效不肯定，仍有待进一步评估。因此，90年代以后该技术已较少使用，但神经移植仍作为一种理想方法引起关注。

随着强化手术方法的发展，出现了神经电刺激、神经电抑制等新技术。基础研究证明，对大脑特定核团进行特定频率的电刺激可对神经元产生不同的兴奋或抑制作用，从而减轻震颤、僵硬等症状。由此出现了刺激器植入技术，即脑深部电刺激（DBS）。同时，丘脑毁损术和苍白球毁损术会导致已患病大脑小范围的永久性破坏，这些破坏除产生预期的疗效外，还伴有副作用和并发症，尤其在老年患者和病情进展性发展的患者中更为严重。早期试验显示，慢性脑深部电刺激（DBS）针对靶点可持续控制震颤。1987年，法国人Benabid首次采用DBS刺激丘脑腹外侧核治疗帕金森病的震颤并取得成功，开启了DBS治疗帕金森病的新纪元。事实表明，DBS并未产生毁损术带来的顽固副作用，却具有与毁损术类似的控制对侧肢体震颤的良好效果。而且，双侧丘脑腹侧核的DBS可安置以控制双侧震颤，而不会发生与双侧丘脑毁损术类似的语言、步态和记忆障碍风险。DBS系统也可放置到苍白球的腹侧，作为苍白球毁损术的选择，尤其适用于需要双侧毁损的情况。从理论上讲，电极埋藏刺激术不像手术那样破坏大脑组织结构，且术后可从体外调节刺激强度以个性化治疗患者。因此，DBS的出现为立体定向功能神经外科增添了新的活力和选择手段。