Значительный вклад И.П.Павлов и его ученики внесли в понимание системного характера мозговой деятельности, прежде всего в виде динамической стереотипии, которая имеет отношение к физиологическим основам речи. Динамическая стереотипия свойственна коре головного мозга и реализуется в виде длительно текущего нервного процесса. Речь, как известно, также представляет собой длительно текущий процесс, обеспеченный соответствующими исполнительными органами и мозговыми механизмами. Наиболее простым является ритмический стереотип. На его основе возможно выработать так называемую мозаику, т. е. более сложную систему, состоящую из элементов разной степени сложности. Формирование речи происходит в такой же последовательности - от простых ритмических структур («та-та», «па-па», «мама» и т.д.) ко все более сложным. После выработки и закрепления упражнениями динамический стереотип приобретает черты устойчивости и автоматизации, т. е. приобретает признаки навыка. Одним из важных свойств выработанного стереотипа является пусковое действие первого раздражителя. В отношении речи эта закономерность проявляется, например, в процессе припоминания, когда подсказка первого слога помогает воспроизвести все слово. Речевой процесс обнаруживает и другие признаки системности в виде динамической стереотипии.

Это направление получило дальнейшее развитие в рамках физиологии высшей нервной деятельности и психофизиологии (физиологической психологии). Наиболее значимое для логопедии направление научных исследований — нейропсихология было создано А.Р. Лурия (1902— 1977) и интенсивно развивалось его учениками и последователями Е.Д. Хомской (2003), Л.С. Цветковой (2001), А.В. Семенович (2002) и другими. Нейропсихология имеет ряд существенных особенностей, отличающих ее от аналогичных концепций.

В основе — опора на общепсихологические идеи Л.С. Выготского и его школы, к которым относятся представления о культурно-историческом происхождении, опосредованности, системности и иерархичности строения психики человека и прежде всего наиболее специфичных для него высших психических функций. Как пишет Е.Д. Хомская: «Единицей анализа психики и ее нарушений, согласно взглядам А.Р. Лурия и его учеников, являются именно высшие психические функции — сложные виды психической деятельности, системные по своему строению, прижизненно сформированные, опосредованные знаками-символами (прежде всего речью) и произвольно регулируемые» (2003. — С. 115).