Фазові зміни в діяльності кори мозку дають можливість пояснити багато патологічні явища, які спостерігаються при захворюваннях головного мозку, що характеризуються тривалим гальмівним станом кори, так само як і багато особливостей поведінки здорових людей, коли у них з тих чи інших причин (наприклад, перевтома) виникає гальмівне стан кори.
Порушення нервової клітини завжди пов'язане з відомою витратою ( «функціональним витратою») її речовини. Тому, як тільки воно починає виходити за відомі межі, внаслідок чого ставиться під загрозу можливість нормальної роботи клітини, в ній розвивається охоронне гальмування. яке дає відпочинок клітці і призводить до відновлення її нормальної діяльності.
Одним з проявів охоронного гальмування, як уже було сказано вище, є сон. Як відомо, сон настає кожен раз, коли подальша робота клітин кори головного мозку ставить під загрозу їх нормальне існування. В процесі еволюції сон придбав періодичний характер (з різними періодами зміни сну і неспання у різних тварин) і займає в цілому близько 1/3 всього нашого життя.
Як показали численні дослідження, проведені в лабораторіях І. П. Павлова, сон є гальмування, віддавати на всю кору великих півкуль і на найближчу підкірку. Якщо в бадьорому стані кора являє собою складну мозаїку порушених і загальмованих пунктів, то в стані сну вона охоплена суцільним розлитим гальмуванням.
Спеціальним випадком розлитого (по корі великих півкуль) гальмування є гіпнотичний сон, який представлявся до І. П. Павлова таємничим явищем і детально вивчений в його лабораторіях. Цей сон може бути викликаний тривалим монотонним впливом якого-небудь одного подразника. Гальмування в цьому випадку починається в одному пункті кори, що відповідає впливу даного подразника (наприклад, тривалий час розглядається блискучою предмета або монотонно вимовлених слів гіпнотизуючого), і вже звідти поширюється по корі.
Істотною відмінністю гіпнотичного сну від сну звичайного є те, що гіпнотичний сон є менш повним гальмуванням кори. У гипнотизируемого завжди залишається контакт з приспати його гіпнотизером. Це означає, що певна група клітин кори залишається незаторможенном.
Ті ділянки кори головного мозку, які під час сну вільні від розлитого гальмування, Павлов назвав сторожовими пунктами кори. Вони є і при звичайному нормальному сні. Прикладом може служити добре відома всім чуйність сплячої матері до всякого, навіть тихому схлипування дитини.
Було б помилково думати, що наше життя ділиться на дві різко відмінні частини - повного неспання і повного сну. Насправді між цими станами існує багато переходів. Охоронне гальмування може проявлятися по-різному. Знання цих ступенів гальмівного стану кори, або, як їх називають, гальмівних фаз в діяльності кори мозку, дуже важливо, так як на послідовних фазах все більш поглиблюється, гальмування характер роботи мозкової кори змінюється.
Основним, найбільш характерним для цих змін є те, що клітини кори мозку, що знаходяться в загальмованому стані, стають неоднаково витривалими до різних за силою подразників і починають реагувати на них не так, як вони реагують в звичайному бадьорому стані.
Перша фаза гальмівного стану кори характеризується тим, що сильні подразники, стаючи вже важко переносяться для стомлених нервових клітин, викликають слабку реакцію, на слабкі ж подразники клітини продовжують реагувати як і раніше. В результаті цього реакції на сильні і слабкі подразники зрівнюються. Тому дана фаза отримала назву зрівняльної.
При подальшому розвитку гальмівного стану кори сильні подразники стають вже настільки важко переносяться для ослабленої нервової клітини і викликають в ній настільки сильні гальмівні процеси, що кора головного мозку або зовсім перестає реагувати на них, або дає лише дуже слабку реакцію. У той же час слабкі подразники продовжують викликати звичайну реакцію; тому реакція на них об'єктивно стає сильнішою, ніж реакція на сильний подразник. Така фаза названа парадоксальною.
При подальшому ще більшому розвитку гальмівного стану кори всяке роздратування, яке в бадьорому стані дає "позитивний ефект, практично перетворюється в надсильний, що не переносимо для ослабленої клітини подразник, і у відповідь на нього нервова клітина починає давати охоронну гальмівну реакцію. В той же час глибоке гальмування корковою діяльності, яке викликається в цей стан всяким позитивним сигналом, призводить до корінної зміни реакцій на гальмівні сигнали. в силу закону позитивної індукції воно ве ет до того, що подразники, що викликають зазвичай гальмівний ефект, починають зараз викликати позитивну реакцію.
Така фаза, при якій гальмівні подразники дають позитивний ефект, а позитивні подразники будь-якої сили призводять кору в стан гальмування, отримала назву ультрапарадоксальной.