З одного боку, на базі умовних рефлексів були детально вивчені конкретні механізми діяльності кори мозку. Відкриття Павлова дало, отже, і метод для всебічного вивчення закономірностей кіркових функцій.
Було з'ясовано, що діяльність кори мозку по утворенню нових зв'язків складається з двох боків - аналізу і синтезу. Для того, щоб зв'язати дзвінок з роботою слинних залоз, треба сприйняти цей дзвінок окремо від інших звуків, виділити його з маси інших подразників. Отже, перш за все кора робить аналіз, вона виділяє з безлічі навколишніх подразників ті, що є сигнальними, тобто збігаються з певною діяльністю організму. Далі кора замикає нову зв'язок, виробляє синтез. Отже, аналіз і синтез у її роботі найтіснішим чином пов'язані між собою.
Звичайний умовний рефлекс - це лише найпростіша форма синтезу. В лабораторіях Павлова виробляли у собак тимчасову зв'язок на подразник у вигляді мелодії з трьох звуків, що виконувалися на роялі. Якщо ці звуки бралися в одному порядку, текла слина; при іншому порядку слини не було. Значить, нові зв'язки можуть вироблятися на комплекс і поєднання подразників. Типовим прикладом такого синтезу є запам'ятовування нами знайомого обличчя. Якщо немає ніяких особливих прикмет, ми запам'ятовуємо не ніс і не рот, а саме поєднання всіх рис обличчя. Окремо по губах або по оку ми можемо не дізнатися навіть самого близької людини.
Як показав Павлов, діяльність кори мозку заснована на двох найважливіших нервових процесів збудження і гальмування. Індикатором наявності цих процесів у відповідних нервових центрах було для Павлова стан робочого органу, функції, керованої центром. Збудження - це процес, при якому керований даними центром орган активно функціонує. При цьому, по Павлову, робота нервових клітин спрямована як би назовні. Приходять до клітин сигнали збуджують їх, і клітини посилають відповідні імпульси до інших клітин: м'язовим, залозистим, нервовим. Іншими словами, збудження - це здійснення рефлексу. Гальмування - це протилежний процес, що є досить своєрідним і виражається в тому, що, незважаючи на рефлекторну стимуляцію центру, керований ним орган не дає відповідної реакції. Процес цей вперше відкрив у дослідах на жабі В. М. Сєченов. Саме це відкриття центрального гальмування принесло йому світову славу. Павлов докладно вивчив гальмування в корі мозку. Коли нервова клітина загальмована, вона немов виключається з роботи, перестає у відповідь на що приходять до неї сигнали посилати імпульси до інших клітин, здійснювати рефлекторні акти. Однак загальмована клітина не діє. Вона також активно працює, але в іншому напрямку - над відновленням своїх сил. Вироблення імпульсів виснажує нервову клітину.
Процес гальмування відновлює її сили. Значить, це теж активний процес, але спрямований клітиною як би всередину самої себе. У кожній нервовій клітині бувають обидва основних процесу, являють собою лише різні фази її діяльності.
Були відкриті важливі закони взаємодії основних нервових процесів. З'ясувалося, що при одних умовах процес збудження або гальмування, виникнувши в певній ділянці кори, прагне розлитися на сусідні ділянки, подібно до того, як розходяться по воді кола від кинутого в неї каменю. Ми знаємо, що при сильному хвилюванні людина не може всидіти на місці - порушення з тих центрів, де воно виникло, розтікається на області кори, що управляють м'язами тіла. При інших умовах, навпаки, збудження або гальмування не поширюється, а викликає навколо себе пояс протилежного процесу. Ми знаємо, що, читаючи цікаву книгу або вирішуючи важке завдання, не можна в той же час успішно займатися іншою серйозною справою. Більш того, захопившись, ми часто навіть не чуємо звернених до нас слів. Значить, збудження певних центрів призводить до гальмування інших, сусідніх центрів. У тих випадках, коли нервовий процес поширюється навколо, говорять про його іррадіації. Там, де він викликає в сусідніх центрах протилежний процес, говорять про індукції.
Отже, метод умовних рефлексів дозволив вивчити конкретні закони роботи кори великих півкуль. У цьому - перший аспект його значення.
