Гипотеза «критических периодов» нашла приложение к изучению этапности физиологических функций нервной системы у животных, нормально развивающихся в пренатальном (до рождения) и постнатальном (после рождения) онтогенезе. Исследования формирования различных рефлекторных актов млекопитающих в пренатальный период онтогенеза (в эмбриогенезе) показали, что развитие рефлекторной деятельности у плодов происходит по принципу этапности, или стадийности. Выделяют 4 характерных этапа в развитии нервной деятельности мозга: 1) стадия первичных локальных рефлексов; 2) стадия первичной генерализации рефлексов в форме быстрых рефлекторных реакций головы, туловища и всех конечностей; 3) стадия вторичной генерализации рефлексов в виде медленных тонических движений всей мускулатуры тела; 4) стадия специализации рефлексов, выражающаяся в координированных движениях отдельных частей тела. У плодов всех млекопитающих период возникновения первичных локальных реакций является «критическим» в функциональном развитии нервной системы.

Изучение безусловных и условных рефлексов в постнатальном онтогенезе у различных представителей млекопитающих позволило установить, что этот период развития нервной деятельности тоже следует принципу этапности. В качестве основного критерия выделения этапов использовался приспособительный характер врожденных и приобретенных рефлекторных реакций, У рождающихся незрелыми млекопитающих (собака, кошка, кролик и др.) отчетливо выступают 4 последовательных этапа развития нервной деятельности в постнатальной жизни организма: 1) этап преимущественно безусловно-рефлекторной адаптации (врожденные рефлексы); 2) этап первичной условно-рефлекторной адаптации (формирование суммационных рефлексов и доминантных приобретенных реакций); 3) этап вторичной условнорефлекторной адаптации (образование истинных условных рефлексов); 4) этап формирования индивидуальных (выработка временных связей по типу сложных ассоциаций) и типологических особенностей нервной системы.