Creo que wondering in the back of his head= está pensando profundamente y está buscando el significado en los recovecos de la mente. Es igual que "in the back of my mind" lo que sena mejor.
Yo entiendo por "in the back of his head" or "in the back of his mind" que es un pensamiento que te ronda por la cabeza mientras piensas más concretamente en otras cosas, no que estás pensando profundamente o buscando el significado.
Otro ejemplo:
"Have you called John yet?"
"No, not yet, I had it at the back of my mind but I haven't got round to doing it yet."