Прагнення пояснити психічні розлади за рахунок особливих функціональних станів головного мозку можна знайти в працях філософів і лікарів глибокої давнини. Однак спеціальні опису стану нервової системи для нормальної психічної діяльності і психічних розладів, а також рекомендації для їх лікування вперше зустрічаються у працях Галена. В ієрархії різних органів людини провідну роль він відводив нервовій системі. Такі захворювання, як манія і божевілля, він пояснював незвичайним збудженням мозку і відповідно до цього пропонував лікувальні рекомендації.
Певний інтерес для психіатрії представили роботи англійського нейрофизиолога Дж. Джексона. Він розвивав концепцію про особливості структурно-функціональних відносин в ЦНС. Дж. Джексон зазначав, що розвиток ЦНС характеризується ускладненням структури і функцій і контролем більш високих нових організованих структур над більш старими мозковими структурами. При ураженні ЦНС насамперед страждають найбільш високоорганізовані, молоді структури і вивільняються з-під їх контролю більш старі структури. В одній зі своїх робіт «Про фактори божевілля» він описав глибину дисоціації вищих мозкових центрів у відповідності зі ступенем психічних розладів. Він виділив позитивні і негативні симптоми божевілля. Негативними він вважав симптоми, які вказують на розпад структури і випадання тієї чи іншої її функції, позитивними - активність збережених нейрофункціональних рівнів. Сюди були віднесені ілюзії, марення, порушення поведінки і деякі емоційні стани. Дж. Джексон вживав як синоніми поняття діссолюціі та автоматизації функцій. У зв'язку з цим він зазначав, що при божевіллі завжди є посилення суб'єктивності свідомості. Разом з тим, згідно з концепцією Дж. Джексона, фізичні і психічні процеси протікають паралельно і залишаються повністю ізольованими один від одного. У філософсько-методологічному плані він займав відверто дуалістичну позицію. Його ідея про негативних і позитивних або продуктивних психічних розладах, а також рівнях поразки психіки знайшла застосування і розвиток у клінічній психіатрії.
Найважливішим етапом у розвитку нейрофізіології стало вчення про рефлекси, яке повністю є заслугою вітчизняної та радянської фізіології. Геніальні думки І. М. Сеченова про рефлекси були втілені Павловим в струнке, повністю експериментально обґрунтоване вчення про умовні рефлекси головного мозку. Численними дослідженнями І. П. Павлова та його учнів було показано, що механізм умовного рефлексу лежить в основі ряду функціональних проявів організму тварин і складних форм їх поведінки. Особливо важливо те, що І. П. Павловим і його учнями не тільки були продемонстровані шляхи застосування умовнорефлекторних моделей, отриманих в експериментах на тваринах, для пояснення деяких особливостей діяльності організму і поведінки людини, але і було висунуто положення про другу сигнальну систему - своєрідній формі діяльності людини. Вчення І. П. Павлова в 50-х роках набуло широкого поширення в радянській психіатрії. У деяких випадках мало місце спрощене тлумачення з позицій вчення І. П. Павлова складних психопатологічних проявів. В цілому вчення І. П. Павлова, багато його положень, що розвитку в роботах його учнів, справили величезний науково-методичне та практичне вплив на психіатрію. Інтенсифікувалися дослідження з вивчення етіології та патогенезу багатьох психічних захворювань з методологічних позицій, що забезпечують найбільшу результативність. Використання даних експериментальних досліджень по условнорефлекторномдіяльності в психіатрії багато дало для розуміння ряду психопатологічних проявів у хворих, оцінюваних раніше суто психологічно.
Деякі положення вчення І. П. Павлова сприяли формуванню особливого підходу в терапії психічно хворих - Щадного режиму, охоронної терапії, особливо на ранніх етапах розвитку хвороби. Була розроблена і активно впроваджувалася методика сонної терапії і, зокрема, електросну, запропонована В. А. Гіляровським і М. Н. Лівенцева. Вчення І. П. Павлова послужило також стимулом до появи бихевиоральной концепції в зарубіжній психіатрії, орієнтує на вивчення стимулів і характеру відповідних реакцій без урахування особливостей нейрофізіологічних механізмів, що визначають ці реакції. Ця концепція за своєю природою еклектична. Для пояснення патогенезу ряду психопатологічних проявів представники цього напрямку застосовують як механізми формування умовних рефлексів, так і принципи психодинамічної концепції, розглядаючи неврози і деякі інші прояви психічних порушень як результат закріпилися в дитинстві патологічних зв'язків (неправильне навчання). Ними також запропонований спеціальний вид лікування таких станів - бихевиоральная терапія, спрямована на розрив цих патологічних, умовнорефлекторних зв'язків.