И. М. Сеченов предложил новое понимание предмета психологии. В работе «Кому и как разрабатывать психологию» он определил ее как «науку о происхождении психических деятельностей». Задача психологии заключалась в том, чтобы объяснить, каким образом совершаются (происходят) различные виды деятельности (восприятие, память, мышление и т. п.). Они строятся по типу рефлекса, т. е. также являются «трехчленными» (имеют начало, середину и конец). Они включают вслед за восприятием среды и его переработкой в головном мозгу ответную работу двигательного аппарата. Предмет психологии, таким образом, охватывал не только явления и процессы сознания (или бессознательной психики), но и весь цикл взаимодействия организма с миром, включая его внешние телесные действия.

Сеченов построил свою психологическую систему, основываясь на понятии «рефлекс», которое он трактует как отражение в широком смысле слова, возникающее в результате раздражения со стороны внешнего мира чувствующей поверхности, составляющей часть нервного механизма. Сеченов показал, что рефлекторный механизм характеризует не только спинномозговую деятельность, но и деятельность головного мозга, являющегося непосредственным материальным субстратом. Он делает набросок «мозговой машины», понимая под ней не простое передаточное устройство внешнего раздражителя на движение, а механизм, снабженный несколькими центральными придатками (всего их четыре), от действия которых и зависит конечный эффект внешнего импульса. Эта «машина», по Сеченову, способна объяснить основные свойства человеческого поведения.

Но Сеченов не отождествлял психический акт с рефлекторным, а указывал на сходство в их строении. Само понятие о рефлексе было им радикально преобразовано также, как и понятие о психике.

За импульс, который пускает в ход рефлекс, классические схемы принимали физический стимул. Согласно же Сеченову, начальным звеном рефлекса является не внешний, механический толчок, а раздражитель – сигнал. Существует различие между раздражителем – стимулом и раздражителем – сигналом. Действие стимула ограничено возбуждением нервных волокон. Сигнал же играет двоякую роль. Он связан и с организмом, который его воспринимает, и с внешней средой, свойства которой он различает. Благодаря этому он информирует организм о ситуации, к которой должны приладиться рабочие органы (мышцы). Последние обладают чувствительностью. В них встроены сенсорные приборы, которые передают в мозг сигналы о достигнутом эффекте, вынуждая, если потребуется, автоматически корректировать поведение.

Модель рефлекторной дуги Сеченов заменил моделью рефлекторного кольца. Если кольцо не замыкается, действие нарушается. В качестве примера приводилось поведение больных (атактиков), у которых расстроена мышечная чувствительность. Им очень трудно ходить из-за того, что они не ощущают почвы (их мозг не получает «обратных» сигналов из мышц), хотя сами мышцы не поражены.

Таким образом, одним из главных положений, сформулированных Сеченовым в физиологии центральной нервной системы, является идея о целостности нервного акта, единой природе его чувственной, центральной и двигательной деятельности. Сеченов сформулировал основную аксиому психологии: «Мысль о психическом акте как процессе, движении, имеющем определенное начало, течение и конец, должна быть удержана как основная».

Большое значение Сеченов придавал работе органов чувств для понимания деятельности центральной нервной системы. Зависимость нервной системы от внешнего мира, возбуждающего ее деятельность, осуществляется прямо и непосредственно органами чувств, функциями которых являются ощущение, чувствование.

Исследования И. М. Сеченова в области психофизиологии органов чувств привели к созданию им учения об органах чувств как об «аналитических снарядах», впоследствии развитого И. П. Павловым в его учении об «анализаторах». Не менее интересна также теория взаимодействия органов чувств. Например, общность зрения и осязания, по Сеченову, заключается в том, что только они обладают способностью относить свои впечатления к производимым причинам, в то время как другие виды чувствительности приобретают эту способность лишь во взаимодействии со зрением и осязанием. Рассматривая деятельность как реальные встречи человека с внешним миром, как основу психического развития и познания, Сеченов показал роль зрения и осязания в их совместной деятельности и их относительную ценность в различных условиях и в различных целях.

Зрение дает возможность отражения пяти качеств предмета: его очертаний или контуров, величины, формы, цвета и положения в пространстве (относительно глаза).

Сумма кожных ощущений разнообразнее по содержанию, так как, за исключением цвета, осязание включает в себя все зрительные категории и, помимо этого, тепло, гладкость или шероховатость, твердость, упругость или мягкость воспринимаемой поверхности. В своем сочетании зрение и осязание дают возможность многостороннего активного чувственного познания внешнего мира. Согласно Сеченову, ведущую роль играет при этом рука как одновременно чувствующее и действующее орудие, что наиболее ярко обнаруживается у слепых. Являясь органом активного осязания, руки служат человеку подвижно во всех тех направлениях, что и глаза (вверх, вниз, вправо, влево и т. д.). Осязательную поверхность, эквивалентную сетчатке глаза, представляет ладонь. Рука же в целом, с ее подвижностью во всех сочленениях, служит аппаратом, перемещающим осязательную поверхность ладони в пространстве, и часто играет ту же роль в актах пространственного осязания, что и мышечный аппарат глаз.

Сеченов проанализировал мышечное чувство как общий компонент ряда сложных чувствований: описывает генезис мышечного чувства, показывает, как движение, в частности ходьба, превращает мышечное чувство в измеритель или дробный анализатор пространства и времени.

В характеристике центрального звена рефлекса Сеченов подчеркивал его психический характер, именно поэтому он отвергает идеалистическое понимание психических процессов как процессов самостоятельных и настаивает на понимании их как интегральной части нервного процесса. В таком плане психический элемент – сознание невозможно оторвать от своего начала – внешнего импульса и от своего завершения – поступка, действия.

Важнейшей заслугой Сеченова стало открытие им явления центрального торможения. До него считалось, что в головном мозгу протекает только один нервный процесс – возбуждение. Сеченов же обнаружил в эксперименте способность головного мозга задерживать рефлексы. Это открытие он истолковал как нервный механизм психических функций – воли и мышления. Волевого человека отличает умение противостоять неприемлемым для него влияниям, какими бы сильными они ни были, подавлять нежелательные влечения, что и достигается аппаратом торможения.