Ми вже знаємо, що основним законом роботи нервової системи є рефлекс. Це було відкрито більше 300 років тому знаменитим філософом і вченим Рене Декартом. Якщо до нього вважали, що тварина робить різні рухи тому, що у нього є «душа», абсолютно не пов'язана з тілом, то Декарт виступив з матеріалістичним положенням про те, що будь-яка дія організму викликається тим чи іншим впливом на органи чуття. Усяке такий вплив по нервах передається в мозок («так само, як ми смикаємо за мотузку, щоб задзвонив дзвін на іншому її кінці»), а звідти по відповідним нервах приводяться в рух ті чи інші м'язи. Кожна відповідь організму строго залежить від того, яке місце тіла і як дратується. Декарт порівнював пристрій нервової системи та її роботу з королівськими садами в Голландії. Їх гроти і фонтани були влаштовані так, що, наступаючи на певні кахлі доріжок, ви викликали абсолютно несподівана зміна струменів фонтану, поява нових фігур в їх скульптурних групах. Наприклад, при наближенні до купається Діані вона ховалася і з'являвся Нептун, погрожуючи своїм тризубцем. Думка про те, що рухи тварин залежать не від «вільної волі», а від строго визначених причин, була виключно сміливою на ті часи і являє безсмертну заслугу Декарта.
В основі рефлексу лежить так звана рефлекторна дуга. Від рецептора сприйняті їм сигнали біжать до відповідної нервовій клітині мозку. На цьому завершується чутлива частина рефлекторної дуги. Далі сигнали переходять до рухової клітці, яка посилає волокно до тієї чи іншої м'язі, залозі і т. П. Дана частина рефлекторної дуги називається рухової або ефекторних. Зрозуміло, що перехід збудження від чутливої частини рефлекторної дуги до рухової її частини можливий лише в тому випадку, якщо між ними є зв'язок, т. Е. Якщо вони безпосередньо або через ряд проміжних клітин з'єднані своїми відростками. Зв'язок цей і лежить в основі всякого рефлексу.
Зазвичай фізіологи вивчають рефлекси спинного мозку на обезголовленої жабі (з таким об'єктом спостережень ми вже зустрічалися в бесіді 6). Підвісивши її на нитці, піддають лапки тварини різним подразнень, на які отримують строго певні відповіді. Наприклад, якщо підносять до її лапці стаканчик з кислотою, жаба через кілька секунд висмикує лапку з їдкого розчину. Якщо покласти їй на лапку змочений в кислоті шматочок папірця, жаба буде струшувати лапкою, а якщо це не допоможе, скине папірець інший лапкою. Такі дії обезголовленої жаби можуть дуже здивувати недосвідченого людини, здатися чимось розумним. Однак справа тут просто в тому, що нервова система навіть такого порівняно низько організованого тварини, як жаба, пройшла десятки мільйонів років історичного еволюційного розвитку і в ній за цей час утворилися нервові зв'язки між чутливими і руховими клітинами, корисні для організму, а тому і здаються розумними.
Особливо багато для вивчення рефлексу як основного закону роботи спинного мозку і ряду відділів головного мозку зробив батько російської фізіології І. М. Сєченов. Більше того, Сєченов висунув думку про те, що і вищий відділ головного мозку - кора великих півкуль - також працює за законом рефлексу. Це мало величезне значення, бо з діяльністю кори головного мозку вчені-матеріалісти вже давно пов'язували психічну життя. Проте конкретних законів роботи кори наука не знала. Тільки І. П. Павлову вдалося блискуче вирішити це завдання.
Зробивши багато важливих відкриттів у фізіології ряду систем організму, довівши провідну роль нервової системи в управлінні ними, вчений перейшов до вивчення самих вищих проявів роботи мозку. Він поставив завданням розкрити закони функціонування кори великих півкуль, показати, які фізіологічні основи так званої психічної діяльності, яку він запропонував іменувати вищої нервової діяльністю, щоб підкреслити її зв'язок з нервовою системою.