К предыстории работ Павлова по физиологии большого мозга относится также возникновение и развитие идеи об ассоциации как важнейшей форме деятельности мозга. Эта прогрессивная идея была введена в науку еще в XVII в. английским материалистически мыслящим философом эмпирического направления Локком. Она оказалась весьма жизненной и привлекала также внимание многих врачей и естествоиспытателей тех времен и последующих столетий. Некоторые из них стремились под идею ассоциации подводить общеизвестные или же ими наблюденные отдельные конкретные факты деятельности мозга. Известное с незапамятных времен явление «слюнки текут» (слюноотделение при виде пищевых продуктов, особенно сладких и кислых или даже при одной мысли о них), в XVIII в. стало предметом специального внимания ученого Р. Уитта. Его современник Д. Хартли уделял особое внимание идее ассоциации и многие явления деятельности мозга интерпретировал под этим углом зрения. В XIX в. на основе идеи об ассоциации развилось мощное специальное направление в психологии с такими выдающимися представителями, как Вундт и Джеймс (традиционная психология человека), Морган и Торндайк (экспериментальная психология животных). Ими и другими психологами исследовались различные виды ассоциации, производилась их дефиниция, классификация и систематизация, разрабатывались общие и частные закономерности их формирования и протекания и т. п.
Таким образом, до Павлова благодаря упорной работе многих ученых XVIII и в особенности XIX в. было установлено, что психическая деятельность есть функция высших отделов центральной нервной системы. Чтобы от наивных догадок древнегреческих мыслителей дойти до строгого фактического обоснования этой основной для естествознания и материалистического мировоззрения научной истины, а также для установления факта структурной и функциональной неоднородности коры большого мозга у высших животных и человека, факта превалирования перекрестных связей между полушариями большого мозга и симметричными половинами тела, пытливый ум человека проделал долгий, зигзагообразный и тернистый путь. Но как бы значительны ни были эти и некоторые менее существенные факты, установленные многочисленными физиологами, клиницистами и морфологами в течение двух столетий, особенно во второй половине XIX в., как бы ни было значительно познавательное, мировоззренческое и практическое значение этих фактов для физиологии, биологии, медицины и философии, в них нельзя было пайти ответа на важный вопрос, который в конце прошлого столетия уже приобрел значение главного, основного для физиологических исследований — на вопрос об интимных механизмах, о природе и закономерностях работы мозга, о лежащих в основе его деятельности фундаментальных нервных процессах. Даже в физиологии, некоторые важные разделы которой достигли значительного уровня развития и которая в изучении функции мозга шла в авангарде других биологических и медицинских дисциплин, казалось практически невозможным перейти от феноменологического изучения явлений к изучению их сущности. Это объяснялось недостатками экспериментальных приемов и методик, отсутствием научного метода, соответствующего характеру и сущности возникших новых задач эпохи.
Существовавшие в те времена приемы и методики физиологического изучения функций мозга — методики частичной или полной экстирпации коры большого мозга, методики их раздражения — в условиях грубого острого вивисекционного эксперимента дали исследователям возможность накопить факты, достаточные лишь для определения и внешней характеристики, в весьма общей форме, роли головного мозга в организме низших и высших позвоночных животных, а также для общих предположений о локализации функций в разных частях больших полушарий мозга, в частности в их коре. Эти приемы оказались непригодными для познания того, каким образом выполняется эта его роль, каковы закономерности его деятельности, какие процессы лежат в ее основе, какова природа этих процессов, как они протекают, каковы принципы локализации функций в коре и т. п.— иначе говоря, какова подлинная, живая физиология мозга.
Интересно признание крупного немецкого физиолога Гольца, который в экспериментальном изучении функций мозга имел больше заслуг, чем кто-либо другой из исследователей в те времена. После 30-летнего напряженного и плодотворного исследования головного мозга он с горечью сказал: «Каждый, кто основательно занимался физиологией головного мозга, согласится со мной, что неоспоримое знание о процессах, протекающих в этом важнейшем органе, немногим больше наших сведений о природе планеты Марс» [26 «Verhandlungen des Kongresses fur innere Medizin», 1884, S. 262.].