Большие полушария всегда функционируют совместно с подкорковыми образованиями и мозговым стволом. Как высший отдел нервной системы, они осуществляют 2 взаимосвязанные функции. 1) Взаимодействие организма с внешней средой — его поведение в окружающем материальном мире и функцию речи. Решающее значение в обеспечении их соответствия условиям жизни имеет социальная среда. Это высшая нервная деятельность больших полушарий с ближайшими подкорковыми центрами, обеспечивающая нормальные сложные отношения организма к внешнему миру. 2) Объединение функций организма и нервная регуляция всех органов. Это низшая нервная деятельность больших полушарий головного мозга, ближайших подкорковых центров, мозгового ствола и спинного мозга.
Высшая нервная деятельность играет ведущую роль и определяет низшую нервную деятельность. В свою очередь низшая нервная деятельность влияет на высшую, так как вегетативные функции изменяют функциональное состояние и деятельность больших полушарий и подкорковых центров.
В большие полушария головного мозга поступает некоторая часть центростремительных импульсов из всех рецепторов, что вызывает поток центробежных импульсов из больших полушарий в скелетную мускулатуру и внутренние органы. Таким образом, посредством больших полушарий и подкорковых центров осуществляются безусловные, или врожденные, и условные, или приобретенные, рефлексы, составляющие высшую нервную деятельность.
Условный рефлекс — это новый рефлекс, а не копия безусловного, воспроизводимая при действии условного раздражителя. Деятельность органа или системы органов, вызываемая условным раздражителем, изменяется при поступлении в головной мозг импульсов из внешних органов чувств. Кроме этих импульсов при образовании двигательных рефлексов поступают также центростремительные импульсы из проприорецепторов, а при выработке условных рефлексов на внутренние органы — из интерорецепторов. Эти импульсы корригируют, т. е. уточняют и существенно изменяют безусловные рефлексы. Особенно резко выступает значение этого корригирования, или обратной информации, при формировании новых двигательных рефлексов, составляющих поведение и функцию речи.
Большие полушария и ближайшие подкорковые центры являются также органом низшей нервной деятельности.
И. П. Павлов подчеркивал, что низшая нервная деятельность осуществляется преимущественно мозговым стволом и спинным мозгом. Например, функции сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем рефлекторио саморегулируются мозговым стволом и спинным мозгом. Центростремительные импульсы из рецепторов внутренних органов вызывают безусловные рефлексы саморегулирования обмена веществ, дыхания, деятельности сердца, кровяного давления и т. д., но у здоровых людей они не ощущаются и не осознаются, даже когда они поступают в большие полушария. Импульсы из внутренних органов, достигая воспринимающих зон больших полушарий, изменяют их функциональное состояние, но, как отметил И. С. Сеченов, они вызывают «темные» ощущения только при существенных изменениях функций внутренних органов (голод, жажда, сытость и т. д.) и расстройствах их деятельности.
У здорового человека импульсы из рецепторов внутренних органов, или интерорецепторов, в отличие от импульсов из органов чувств, расположенных на внешней поверхности тела, не являются основой возникновения его ощущений и формирования сознания. Только та часть центростремительных импульсов из органов чувств, расположенных на внешней поверхности тела, которая достигает больших полушарий головного мозга, вызывая в них нервный процесс определенной интенсивности и сложности, воспринимается человеком в форме ощущений.
Модификацио́нная изме́нчивость организмов с одинаковым генотипом развиваться по-разному в разных условиях окружающей среды. При этом изменяется фенотип, но не изменяется генотип. В англоязычной литературе до 90-х годов XX в. в аналогичном значении нередко использовалось понятие "адаптивная модификация", в настоящее же время преимущественно используется понятие "фенотипическая пластичность". Именно этот класс явлений в первую очередь лежит в основе «определённой изменчивости», которую описывал Чарльз Дарвин, в противовес «неопределённой изменчивости», основанной, главным образом, на мутациях в генетическом аппарате.