Согласно Павлову, в основе В. н. д. высокоорганизованных животных лежат условные рефлексы , вырабатываемые высшими отделами центральной нервной системы (у высших позвоночных животных и у человека — преимущественно корой больших полушарий головного мозга ), а также сложные безусловные рефлексы (инстинкты , эмоции и др.), т. е. формы деятельности мозга, осуществляемые в основном ближайшими подкорковыми нервными образованиями. При этом кора и подкорковые отделы большого мозга со специфическими формами их деятельности находятся в неразрывной связи и взаимодействии и работают как единое целое. Осуществляемые в основном подкорковыми нервными образованиями и мотивированные жизненно важными потребностями организма влечения (пищевые, половые, защитные и др. мотивации ) служат основой для выработки соответствующих условных рефлексов и в результате выступают в В. н. д. как продукт совместной работы коры и подкорковых образований мозга.
Совершенное приспособление организма к окружающей среде осуществляется посредством образования и исчезновения различных условных рефлексов. Изменчивость, обусловленность факторами внешней и внутренней среды организма и временность условных рефлексов имеют исключительно важное биологическое значение, обеспечивая гибкость и точность приспособления организма к меняющейся окружающей среде. Сигнальный характер условнорефлекторной деятельности позволяет организму по одним, зачастую отдалённым предвестникам — условным раздражителям, стремиться заблаговременно к благоприятным для его существования условиям и избегать неблагоприятных, а также неизмеримо расширяет восприятие предметов и событий окружающего мира и диапазон деятельности. Роль безусловных рефлексов в В. н. д. заключается не только в том, что на их основе вырабатываются в конечном итоге все условные рефлексы, но и в том, что безусловные рефлексы, в особенности сложные их формы, выступают как концентрированное выражение наследственно закреплённого опыта предшествовавших поколений, как проявление генетической памяти.
Относительное значение условных и безусловных рефлексов в В. н. д. изменяется в процессе исторического развития животного мира. В поведении беспозвоночных и низших позвоночных животных врождённые формы нервной деятельности преобладают над приобретёнными; в процессе эволюции животных перевес постепенно получают приобретённые формы нервной деятельности, становясь доминирующими формами В. н. д. Причём сами эти формы претерпевают существенные изменения: условные рефлексы непрерывно усложняются и совершенствуются, состав их постоянно обогащается, условно-рефлекторная деятельность в целом становится всё более совершенным и активным средством приспособления к окружающей среде, т. е. обеспечивает возможность существования организма во всё более широком диапазоне условий среды обитания.
По Павлову, В. н. д. животных, находящихся даже на высоком уровне развития (например, собак, обезьян), сводится в основном к совокупности многообразных и разнородных условных рефлексов первой сигнальной системы , общей у человека с животными. Несмотря на постепенное развитие речи, условные рефлексы первой сигнальной системы ещё продолжают составлять основной фонд В. н. д. детей в первые годы их жизни и занимают определённое место в В. н. д. человека в последующие возрастные периоды. К этому виду условнорефлекторной деятельности Павлов относит ощущения, представления и впечатления человека от окружающей внешней среды, в том числе и социальной, исключая словесные, речевые сигналы. Однако у человека в связи с развитием социальных форм трудовой деятельности «... появились, развились и чрезвычайно усовершенствовались сигналы второй степени, сигналы этих первичных сигналов — в виде слов, произносимых, слышимых и видимых» (там же, с. 576). Эта качественно новая, более высокая и совершенная вторая сигнальная система действительности, основанная тоже на условнорефлекторных механизмах, свойственна только В. н. д. человека, находится в тесном взаимодействии с первой сигнальной системой и играет ведущую роль в его сознательной жизни, даёт основу для обобщения и мышления. Постоянно подчёркивая принципиальную, качественную разницу между этими двумя видами В. н. д., Павлов одновременно указывал и на органическую связь между ними, на то, что основные законы, установленные в работе первой сигнальной системы, должны управлять и второй.
Павлов выделял следующие основные законы, или правила, В. н. д.: 1) образование условных рефлексов, или нервных замыканий, благодаря встречному распространению возбуждения из корковых представительств сочетаемых раздражителей и присущим клеткам мозга чрезвычайной реактивности и запечатлеваемости; 2) зависимость величины условного рефлекса от силы раздражения; 3) суммация условных раздражителей; 4) развитие торможения в коре из-за отмены подкрепления условного рефлекса, резкого усиления условного раздражителя либо действия непривычного раздражителя; 5) распространение и концентрирование нервных процессов по коре большого мозга, в силу чего происходит взаимодействие между отдельными её частями, а также обобщение и специализация условных рефлексов; 6) взаимная индукция нервных процессов, обеспечивающая контрастное взаимодействие между корковыми очагами возбуждения и торможения. Условнорефлекторная деятельность мозга — качественно специфическая форма рефлекторной деятельности — подчиняется принципам детерминизма и структурности (каждая функция обусловлена определённой структурой) и осуществляется в соответствии с указанными правилами. В конечном итоге В. н. д. обеспечивает тончайший анализ и синтез падающих на организм многообразных раздражений и совершенное его приспособление к окружающей среде.
Существенное значение для В. н. д. имеет динамический характер специализации и локализации функций в коре больших полушарий, играющий важную роль в надёжности её деятельности, а также сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов, определяющих, по Павлову, физиологические основы типа нервной системы и характера нервной деятельности. В учении Павлова о В. н. д. получили новое освещение явления сна и гипноза .
Учение Павлова о В. н. д. развивается его учениками и последователями в СССР и за рубежом. Центральное явление в В. н. д. — условные рефлексы — актуальные и популярные объекты исследований в мировой нейрофизиологии и экспериментальной психологии. В. н. д. изучают не только при помощи многообразных модификаций классической павловской методики, но и с использованием новейших макро- и микроэлектрофизиологических и цитохимических методик. Это даёт возможность исследовать поверхностные и глубинные структуры мозга, вскрыть закономерности функции отдельных нервных клеток, молекулярные основы их деятельности.
Многочисленными работами отечественных и зарубежных учёных подтверждена правильность установленных Павловым и его сотрудниками основных фактов и закономерностей В. н. д. Одновременно раскрывается механизм процессов, происходящих в мозгу и являющихся основой В. н. д. Так, при помощи электрофизиологических и нейрохимических исследований доказана важная роль ретикулярной формации ствола мозга и промежуточного мозга в поддержании тонуса и работоспособности коры мозга. Этим подтверждено предположение Павлова о роли подкорковых образований, которые не только осуществляют безусловнорефлекторную деятельность, но и являются источником энергии для коры мозга, поддерживая её тонус и работоспособность на должном уровне. Однако воззрения некоторых учёных о ведущей роли этой формации в условнорефлекторной деятельности и корково-подкорковых взаимоотношениях спорны. Изучение становления условного рефлекса при помощи электрофизиологических методик показало, что при повторных сочетаниях индифферентного раздражителя с безусловным происходит значительное повышение возбудимости кортикальных пунктов этих раздражителей, в особенности безусловного раздражителя, и это играет важную роль в образовании условного рефлекса. Установлено также, что в процессе выработки условного рефлекса нервные элементы этих пунктов претерпевают и другие функциональные изменения — они становятся более лабильными, работают как бы в едином ритме, делаются более «отзывчивыми» ко всякого рода изменениям в других частях мозга. Эти исследования подтверждают точку зрения Павлова о присущем всей нервной системе явлении «проторения путей», о «суммационном рефлексе», в основе которых лежит повышенная возбудимость или возбуждение соответствующих нервных структур.
