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 сторін - аналізу та 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 множини навколишніх подразників ті, які є сигнальними, т. Е. Збігаються з певною діяльністю організму. Далі кора замикає новий зв'язок, виробляє синтез. Значить, аналіз і синтез в її роботі найтіснішим чином пов'язані між собою.
Звичайний умовний рефлекс - це лише найпростіша форма синтезу. У лабораторіях Павлова виробляли у собак тимчасовий зв'язок на подразник у вигляді мелодії з трьох звуків, які 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 подібного 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. В окремо по губах або по оку ми можемо не впізнати навіть самого близької людини.
Як показав Павлов, діяльність кори мозку заснована на двох найважливіших нервових процесах - збудженні і гальмуванні. 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, за Павлову, робота нервових клітин спрямована як би зовні. Надходять до клітин сигнали збуджують їх, і клітини посилають відповідні імпульси до інших клітин: м'язовим, залізистим, 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 відповідь реакції. Процес цей вперше відкрив у дослідах на жабі Сєченов. Саме це відкриття центрального гальмування принесло йому світову славу. Павлов докладно вивчив гальмування в корі мозку. Коли нервова клітина загальмована, вона немов вимикається з роботи, перестає у відповідь на надходять 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 кліткою як би всередину самої себе. У кожній нервовій клітині бувають обидва основні процесу, що представляють 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 тому як розходяться по воді кола від кинутого в неї каменю. Ми знаємо, що при сильному хвилюванні людина не може всидіти на місці - збудження з тих центрів, де воно виникло, розтікається на області кори, керуючі м'язами тіла. За інших умов, навпаки, збудження або гальмування не поширюється, а викликає навколо себе як би пояс протилежного процесу. Ми знаємо, що, читаючи цікаву книгу або вирішуючи важке завдання, не можна в той же час успішно займатися іншим серйозною справою. Більше 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.