Первые проверки предположения, что в основе процесса образования слов, понятий, т. е. речевых временных связей, лежит механизм формирования сложной цепи условных рефлексов, были проведены еще в лаборатории И.П. Павлова. Примером может служить выработка ассоциации между двумя индифферентными стимулами без применения непосредственного безусловного подкрепления. В качестве аналога двух фонем, составляющих слово, использовались два звуковых тона, один из которых подкреплялся безусловным раздражителем, после чего и другой вызывал условную реакцию. Такого рода ассоциативная связь была подтверждена многими исследованиями. При этом было показано, что эта связь образуется у собак и обезьян даже между тремя и четырьмя индифферентными раздражителями. Более того, она может устанавливаться между сигналами разной модальности. Основой для ассоциации между индифферентными раздражителями является безусловная ориентировочная реакция, а механизм составляет временная связь.

Биологическое значение временной (ассоциативной) связи между индифферентными сигналами, а также рефлекс второго (и высшего) порядка состоят в том, что если стимулы, их вызывающие, в дальнейшем совпадают с безусловным подкреплением, то они сразу же, «с места» становятся значимыми, т. е. запускают определенный условный (ассоциативный) ответ.

Давние возражения зоопсихологов относительно того, что естественное поведение животных невозможно объяснить при помощи рефлекторной теории, строились на фактах о способности животных предвидеть, экстраполировать будущее, улавливать отношения между предметами и явлениями, а также подражать друг другу.

сложность естественных условных рефлексов объясняется тем, что на организм воздействуют не отдельные стимулы, а целые комплексы, вся «сцена ситуации», «текстураобстановки». П.К. Купаловым были исследованы ситуационные условные рефлексы, связанные с определенной экспериментальной ситуацией. К таким же сложным условным рефлексам относится рефлекс на обстановку, когда животное ассоциирует определенную обстановку с положительным или отрицательным эмоциональным переживанием (животное, попадая в обстановку, в которой оно получало пищу или болевое воздействие, осуществляет соответственно пищевые или оборонительные реакции).