За последние годы физиология и патофизиология нервной системы существенно пополнились сведениями о структурах и функциях глубинных отделов мозга. Успехи современной электроники и стереотаксической техники предоставили новые возможности для изучения и раскрытия структурно-функциональной организации целого ряда образований центральной нервной системы. В частности, были установлены тесные функциональные и структурные связи неокортекса с гипоталамо-лимбической системой и ретикулярной формацией, а также уточнены представления о передаче нервного импульса от рецепторов до корковых клеток. Было показано, что одновременно с нервным процессом, имеющим залповый, линейный характер, с передачей импульсов по классическим лемнисковым системам, постоянно протекают циклические процессы с вовлечением нейронных «кругов» на разных уровнях регуляции за счет многочисленных коллатералей, связывающих специфические системы с экстралемнисковыми (неспецифическими). Это сочетание залповой и циклической составляющих нервного процесса может рассматриваться как одно из основных проявлений корковых механизмов саморегуляции, обеспечивающих непрерывную адаптацию к быстро изменяющимся фазным раздражителям различной модальности, а также к длительной постоянной импульсации.
Введенное вначале в кибернетике, понятие прямой и обратной связи нашло многочисленные подтверждения в нейрофизиологии. Было установлено существование постоянной «кольцевой» связи между афферентацией, рецепцией и моторикой, а в самой рецепции были разграничены информационные, осуществляемые по лемнисковым системам и стресс-мобилизующие функции, связанные с экстралемнисковыми системами.
Важным открытием современной нейрофизиологии явилось определение неспецифического активирующего влияния ретикулярной формации ствола мозга на кору больших полушарий (G. Moruzzi, Н. Magoun). В частности, в опытах на животных было показано, что при раздражении ретикулярной формации во время естественного сна (через вживленные электроды) возникает быстрое пробуждение. Одновременно на электроэнцефалограмме беспорядочные синхронизированные «сонные» колебания сменялись активным, десинхронизированным ритмом, также свидетельствующим о переходе к состоянию бодрствования. Эта реакция генерализованного пробуждения проявлялась при раздражении центральной части ретикулярной формации. При стимуляции ростральных отделов ретикулярной формации с неспецифическими ядрами таламуса и диффузной таламокортикальной системой у бодрствующего животного возникала реакция настороженности, обостренного восприятия и внимания (Д. Линдсли). Раздражение бульбарного отдела ретикулярной формации приводило к «глобальному» торможению или «облегчению» спинномозговых моторных разрядов. Одновременно были найдены корковые зоны (4S), стимуляция которых вызывала снижение мышечного тонуса, а также путь из зоны 4S к ретикулярной формации продолговатого мозга.