Модулирующие влияния в ЦНС играют не менее важную роль для процесса обучения, чем, скажем, подкрепление условного раздражителя безусловным. Показано, что примерно у 40% нейронов гиппокампа кролика можно выработать условные рефлексы при сочетании звукового стимула с электрокожным раздражителем. При этом параллельно со становлением условного рефлекса идет процесс формирования другой условнорефлекторной связи, специально изменяющей состояние данного нейрона, что выражается в росте его фоновой активности — частоты спайков («ассоциативный тонический ответ») [16]. Если по каким-либо причинам условнорефлекторное изменение состояния данного нейрона не возникает, то и вырабатываемый у него условный рефлекс не обнаруживается. Это дало основание для заключения, что ассоциативный процесс включает в себя формирование состояния, качественно специфического для каждой временной связи. Данное явление — один из ведущих механизмов формирования условнорефлекторного поведения. Деятельность не существует отдельно от состояния и выступает как единое целое с ним. Таким образом, существует два механизма условнорефлекторной деятельности: 1) настроечный, регулирующий состояние мозга и создающий определенный уровень возбудимости и работоспособности нервных центров и 2) запускающий, который инициирует ту или иную условную реакцию. Б.И. Котляр вводит принцип функционального полиморфизма мозга, согласно которому состояние мозга соответствует виду деятельности и каждому состоянию соответствует качественная специфичность структуры церебральной нервной сети. Таким образом, механизм регуляции ФС является базальным механизмом интегративной деятельности мозга. От того, как функционирует модулирующая система мозга, зависит и обучение, и осуществление врожденного поведения.

ФС в отношении поведения выполняет прежде всего операционную функцию. Оно включено в состав целенаправленного поведения как средство для его успешного осуществления. Вместе с тем ФС может выступать в качестве цели поведения. Это особенно очевидно выступает при рассмотрении ориентировочно-исследовательской деятельности и поведения регуляции цикла бодрствование—сон.