Так, якщо вироблено умовний рефлекс на звук, а потім підкріплюється звук лише певної висоти чи інтенсивності, то й умовний рефлекс далі виникатиме лише на звук тієї висоти чи інтенсивності, який підкріплювався. Відбувається диференціювання подразнень.
Організм точно відрізняє дійові, тобто підкріплювані подразники від недійових, тобто не підкріплюваних безумовним подразником. Дослідженнями встановлено, що собака, наприклад, може диференціювати звукові подразники з точністю до 1/8 тону. Диференціююче гальмування сприяє уточненню та розрізненню виправданих життям подразників від невиправданих.
Це яскраво виявляється в навчально-виховній діяльності. Розрізнення, уточнення та засвоєння знань або актів поведінки буває ефективним тоді, коли істотні властивості в них тими чи тими засобами підкріплюються, а неістотні — гальмуються.
Поряд із замикальною великі півкулі головного мозку здійснюють також аналітико-синтетичні функції.
Взаємодіючи з довкіллям, організм відповідає не на всі подразнення, що доходять до мозку, а лише на ті, які слугують задоволенню його потреб. Розрізняючи подразники, мозок на одні з них відповідає, а на інші не відповідає. Так здійснюється аналіз предметів зовнішнього світу.
Найпростіший аналіз здійснюють і нижчі відділи центральної нервової системи. Вищий аналіз, який є засадовим стосовно актів поведінки, здійснюється за допомогою кори великих півкуль головного мозку. Суть роботи кори полягає в аналізі та синтезі подразнень, що доходять до кори.
Аналітична діяльність здійснюється за допомогою спеціальних механізмів - аналізатори. Вони започатковані й розвинулися в процесі біологічного розвитку тварин унаслідок їх пристосування до умов життя, до різноманітних видів енергії зовнішнього світу, що впливали на організм, — світлової, звукової, хімічної, механічної, температурної тощо.
Великі півкулі являють собою грандіозний аналізатор як зовнішнього, так і внутрішнього світу організму. Аналізатори здійснюють свою аналітичну діяльність у зв'язку з гальмівними процесами в корі великих півкуль. Одні подразнення чи комплекси подразнень серед тих, що потрапляють до кори великих півкуль, виокремлюються, тобто викликають там збудження, на них тварина реагує, відповідає. Інші ж подразнення гальмуються, й на них тварина не відповідає.
Процес аналізу має своє підґрунтя, з одного боку, в аналізаторній здатності наших рецепторів, периферійних закінчень, а з іншого — в процесі гальмування, що розвивається в корі великих півкуль головного мозку і відокремлює те, що не відповідає дійсності, від того, що відповідає дійсності. Процес гальмування сприяє вдосконаленню коригування аналітичної діяльності великих півкуль головного мозку.
Водночас з аналізом великі півкулі головного мозку здійснюють і синтетичну діяльність, сутність якої полягає в замиканні нервових зв'язків.
Синтетична діяльність великих півкуль буває дуже складною. Утворюються цілі ланцюги й системи тимчасових зв'язків. Ті процеси, що їх у психології називають асоціаціями, є не що інше, як утворення тимчасових зв'язків, тобто акти синтезу. Мислення, вказував І.П.Павлов, являє собою не що інше, як асоціацію — спочатку елементарну, а потім ланцюги асоціацій, кожна ж перша асоціація — це є момент народження думки.
Щоб успішно орієнтуватися в оточенні, тварина неодмінно повинна аналізувати й синтезувати його. Пізнавальні процеси, мислення — це і є складна аналітико-синтетична діяльність кори. Специфічно людське мислення виникає на грунті складнішої аналітико-синтетичної діяльності кори великих півкуль на основі мови.
Діяльність великих півкуль головного мозку — це сигнальна діяльність. Великі півкулі головного мозку завжди діють у відповідь на різноманітні подразники, які сигналізують про те, що має для життя організму важливе значення. Наприклад, світло або звук можуть сигналізувати живій істоті про наявність їжі, про небезпеку тощо.
Сигнали, що їх викликають предмети та їхні властивості або явища природи, являють собою першу сигнальну систему. Вона властива і тваринам, і людині.
Перша сигнальна система — це фізіологічне підґрунтя відчуттів, сприймань, уявлень. Дійсність для тварин сигналізується майже виключно подразненнями, які безпосередньо надходять у спеціальні клітини зорових, слухових та інших рецепторів організму, та їх відбитками у великих півкулях.
Вища нервова діяльність людини як суспільної істоти якісно відмінна від вищої нервової діяльності тварин. У процесі праці, в суспільному житті люди виробили звукову мову як засіб зв'язку, засіб спілкування між собою.
Мовна функція внесла новий принцип у діяльність великих півкуль. Слово у житті людини стало своєрідним сигналом. Воно є другою, спеціально людською сигнальною системою дійсності. Кожне слово як назва предмета, властивості чи дії замінює собою відповідний перший сигнал, тобто сигналізує перші сигнали.
Якщо наші відчуття та сприймання предметів і явищ навколишнього світу є для нас першими сигналами дійсності, конкретними сигналами, зазначає І.П.Павлов, то мова, насамперед кінестезичні подразнення, що йдуть до кори від мовних органів, — це другі сигнали, сигнали сигналів.
Слово, завдяки попередньому життю дорослої людини, пов'язане з усіма зовнішніми та внутрішніми подразненнями, що надходять у великі півкулі. Воно їх сигналізує, замінює й через це може викликати всі ті дії, реакції, які викликають конкретні подразнення.
Друга сигнальна система виникає на основі першої сигнальної системи й без неї існувати не може. Вона діє лише у зв'язку з першою сигнальною системою, вступаючи з нею в найскладніші взаємозв'язки.
Друга сигнальна система у взаємодії з першою сигнальною системою є фізіологічним підґрунтям вищого, абстрактного мислення людини та її свідомості, засобом пізнання самої себе. Низка інших психологічних процесів (сприймання, пам'ять, уява, утворення навичок тощо) своїм фізіологічним підґрунтям також має взаємодію першої і другої сигнальних систем. Участь другої сигнальної системи в цих психологічних процесах робить їх свідомими.
Великі півкулі головного мозку — надзвичайно складна динамічна система. В процесі діяльності постійно утворюються дедалі нові умовні зв'язки. Вони об'єднуються у певні системи. Системність зв'язків забезпечує успіх діяльності тварини та людини.
Процеси, які відбуваються у великих півкулях головного мозку, постійно прагнуть до об'єднання, до стереотипної об'єднувальної діяльності. Безліч подразнень, що надходять до великих півкуль як ззовні, так і зсередини організму, стикаються, взаємодіють, систематизуються й закінчуються динамічним стереотипом.
Динамічний стереотип необхідний для успішної взаємодії організму із середовищем. Повторення однакових рухів і дій, однакових актів поведінки, схожих реакцій організму забезпечує йому успіх у діяльності, в задоволенні своїх потреб.
Усім відомо, що людина звикає до певного способу дій, виробляє певний спосіб сприймання, запам'ятовування, мислення. Автоматизуючи свої дії, вона виробляє навички та звички, які полегшують здійснення свідомо спрямованої діяльності. В усьому цьому головну роль відіграють динамічні стереотипи.
У процесі діяльності постійно утворюються нові динамічні стереотипи. Старі ж динамічні стереотипи не зникають, вони взаємодіють з новоутворюваними, сприяють їх утворенню або, навпаки, входять у суперечність з ними, унаслідок чого успішне утворення нових стереотипів гальмується.
Вироблення й перероблення динамічного стереотипу потребують великої роботи нервової системи. Вона може відбуватися впродовж тривалого часу й залежить від складності самої діяльності, а також від індивідуальності та стану тварини чи людини.
Вироблення й підтримання динамічного стереотипу завжди пов'язуються з певними переживаннями.
Нервові процеси, що відображаються в півкулях головного мозку при встановленні й підтримуванні динамічного стереотипу, є підґрунтям почуттів, вони зумовлюють їхній характер та інтенсивність. Почуття труднощів, бадьорості і стомленості, задоволення і засмученості, радості і відчаю тощо мають своїм фізіологічним підґрунтям зміни, порушення старого динамічного стереотипу чи складність встановлення нового.
Динамічний стереотип краще утворюється тоді, коли подразники діють у певній системі, у певній послідовності та у певному порядку. Підтримується динамічний стереотип додержанням певного зовнішнього порядку, системи та режиму діяльності.