Найбільш легко сон розвивався у собак при температурних впливах як високою (близько 45°), так і низькою (близько 0°) температурою. У цих дослідах сон ставав буквально перепоною для вивчення вищої нервової діяльності тварин, так як всі вироблені у них раніше умовні рефлекси загальмовується.
Узагальнюючи численні спостереження за розвитком сну у піддослідних собак, В. П. Павлов прийшов до виведу, що природний сон починається з появи процесу гальмування в корі головного мозку, яке потім спускається на підкіркові структури, що регулюють функції внутрішніх органів і систем організму. Ця теорія сну отримала назву «корковою».
Однак В. П. Павлов допускав, що в умовах патології (хвороби), як і в спеціальних дослідах з початковим роздратуванням підкіркових структур мозку, механізм сну може бути іншим, коли активність кори головного мозку знижується завдяки впливів на нижче структури. Проте і в таких випадках сон представлявся йому результатом «розлитого» гальмування кори головного мозку.
При цьому В. П. Павлов вважав, що на тлі такого розлитого гальмування кори головного мозку і підкіркових структур іноді можливе збереження деяких «жайворонків» пунктів, обумовлених постійним дією якогось особливо важливого подразника. Прикладом наявності такого безсонного пункту в корі головного мозку може бути сон матері, яка, перебуваючи в стані глибокого сну, миттєво прокидається від найменшого руху сплячого поруч дитину, а під час його хвороби може прокинутися навіть при зміні ритму його дихання.
Частковим неспанням рухової області кори головного мозку пояснюється явище сомнамбулізму, або «лунатизму», коли людина може вставати, ходити і робити інші складні рухи, продовжуючи спати. Прокинувшись, ці люди зазвичай не пам'ятають про свої нічні «пригоди».
Збереженням безсонного пункту в корі головного мозку під час сну обумовлено також явище гіпнозу, під час якого загіпнотизований людина може перебувати в контакті з гіпнотизером, тобто розмовляти з ним, виконувати його накази, продовжуючи залишатися сплячим.
Розвиваючи коркову теорію сну, В. П. Павлов вважав, що для підтримки кори головного мозку в безсонному стані велике значення мають вступники до неї різними шляхами роздратування, органами почуттів, а також подразнення від внутрішніх органів, що сигналізують про рівень їх функціональної активності. У доказ цього він приводив отримали широку популярність спостереження одного невропатолога, у якого був пацієнт з ураженням основних органів чуття - у нього залишилися лише очей і одне вухо. Коли хворий їх закривав рукою, він швидко засинав.
Аналогічні спостереження були відтворені найближчим учнем В. П. Павлова А. Д. Сперанським на собаках. У собак знищувалися три рецептори, що сприймають роздратування: нюх, слух і зір. Виявилося, що після такої операції собаки майже цілодобово сплять. Вони прокидалися тільки для того, щоб поїсти, спорожнити кишечник або сечовий міхур. Розбудити таких собак коштувало великої праці, треба було їх штурхати, розштовхувати, лише після цього вони прокидалися, потягивались, позіхали і, нарешті, ставали на ноги. Такий сон В. П. Павлов назвав «пасивним» на відміну від «активного», що настає в результаті внутрішнього гальмування кіркових клітин, що розвивається в них, наприклад, при одноманітних подразненнях.
З цієї точки зору В. П. Павлов пояснював і описані вище досліди Гесса з руйнуваннями і подразненнями структур гіпоталамуса, вважаючи, що тим самим усуваються подразнення, що йдуть в кору з внутрішнього «світу» організму, тобто від внутрішніх органів і м'язів, які в нормі мають велике значення для підтримки нормального тонусу кори головного мозку.
Незважаючи на стрункість і, здавалося б, переконливість корковою теорії сну, розробленої В. П. Павловим, вона не могла пояснити ряд явищ, що стосуються сну.
Так, з позицій цієї теорії незрозуміло, чим пояснити зміну сну і неспання у собак з видаленою корою, а між тим співробітниками Павлова було виявлено, що такі собаки періодично засинали і прокидалися.
