Матеріальний субстрат психіки - нервова система і її периферійні органи - рецептори. Ці механізми психіки є результатом тривалого процесу взаємодії живих організмів із середовищем. Поведінка - це своєрідна активність, прояв життєдіяльності живих істот, завдяки якій вони пристосовуються до оточення і задовольняють біологічні потреби. Поведінка тварин вивчають фізіологія і психологія. Фізіологія розкриває його фізіологічні, біохімічні, а психологія - психологічні механізми і закономірності. Психічні реакції пов'язані з появою у живих організмів чутливості: це реакції на нейтральні, індиферентні для організму подразники. Такі реакції можна спостерігати у деяких видів найпростіших істот в експериментальних умовах. Експериментально доведено, що в інфузорій (парамецій) можна викликати реакцію на індиферентні подразники (світло), поєднуючи їх з важливими для життя подразниками - температурою. Отже, вже у найпростіших є своєрідні механізми пристосування в оточення, способи забезпечення життя. Ця механізми в процесі еволюції, поступово, під впливом ускладнених умов життя, перетворилися у багатоклітинних організмів в нервову систему і рецептори. Морфологічні і фізіологічні явища, форма і функція перетворюються в єдності, зумовлюють один одного. Механізми регуляції поведінки живих істот і їх функції закріпилися в організмах в процесі діяльності, передаються у спадок наступним поколінням, забезпечуючи їм пристосування до умов життєдіяльності. Розрізняють такі основні етапи розвитку нервової системи як механізму поведінки та психічної діяльності: 1) дифузна нервова система; 2) ганглієва (вузлова і ланцюгова) нервова система; 3) трубчаста нервова система. Дифузна, або сетевидная, нервова система - це елементарна форма нервової системи, властива таким багатоклітинним живим істотам, як медуза, актинія, морська зірка. Провідність збудження в дифузійної нервовій системі досягає 0.5 метра за секунду, а в протоплазмі найпростіших, які не мають нервової системи - • тільки 1-2 мікрона в секунду. Підвищення швидкості провідності імпульсів в дифузійної нервовій системі дає живим істотам можливість швидше здійснювати пристосувальні реакції. Однак можливості дифузної нервової системи обмежені - вона не має нервового центру, який би зосереджував одержану інформацію і керував нею, створював би програму диференційованого поведінки, властивого організмам на ганглієва етапі розвитку нервової системи. Ганглієва нервова система виникла в зв'язку з ускладненням умов життя. З'явилася необхідність у централізованих апаратах для переробки інформації та регуляції рухів. Таким апаратом стали нервові вузли, ганглії, які почали зосереджувати в собі збудження, що виникають в об'єднаних нервовим вузлом нервових волокнах, і спрямовувати руху - реакцію на ці порушення. Вузлова нервова система - • перший етап централізації нервових процесів, її можна спостерігати у нижчих видів хробаків. Вищий етап вузлової нервової системи - ланцюговий система, при якій в організмі виникають об'єднані в ланцюг вузли, або ганглії, серед яких основною ганглій зосереджує в собі збудження, переробляє їх і здійснює регуляцію рухів окремих частин організму. У кільчастих хробаків можна помітити дію ганглієва нервової системи, а вищого ступеня розвитку вона досягає у ракоподібних, павуків, комах. Так, у кільчастих хробаків на передньому, головному кінці зосереджуються нервові волокна, які закінчуються рецепторами і сприймають хімічні, термічні, світлові зміни та вологість, що виникають в оточенні. Сигнали від цих змін приходять в головний ганглій, переробляються в ньому і виникає "програма" поведінки у вигляді рухів сегментів тіла хробака. Швидкість провідності збудження в цепочной нервовій системі вище, ніж в дифузійної. Отже, головним ганглій здійснює регуляционную функцію життєдіяльності хробака. У цепочной системі виникає новий принцип діяльності нервової системи - інтеграція нервових імпульсів і централізоване керівництво життєдіяльністю організму. На цьому етапі розвитку нервової системи з'являються рецептори - приймачі інформації.
Дані порівняльної анатомії та фізіології свідчать, що спочатку розвинулися контактні органи, а потім - дистантних, або телерецептори (зір, слух, нюх). Орган зору виник за певних обставин з чутливості організму до світлових (електромагнітних) подразників. Спочатку ця чутливість була розсіяна по всьому організму, але згодом на вищих етапах еволюції поступово зосереджувалася в передній, головній його частині. Орган слуху розвинувся з вібраційної чутливості. Він розвивається найпізніше, його немає у більшості безхребетних. Чутливість до запахів виділилася з недиференційованої хімічної чутливості, в якій були об'єднані нюхова і смакова орієнтація організму в оточенні. У багатьох безхребетних смакова і нюхова чутливість не диференційовані. Рецептори і їх диференціація розвинулися в процесі життєдіяльності, в рухах. Живі істоти, рецептори яких диференційовані, краще орієнтуються в навколишньому середовищу, забезпечують свої потреби в пшце, в розмноженні, в безпеки. Комахою властиві не тільки рухові органи, а й секреторні рецептори - для вироблення павутини у павуків, переробки нектару у бджіл, будови трубочок у хробаків та ін. Живі істоти з ганглієва нервовою системою здатні до "навчення" і "переучування", виробляють в результаті багатьох спроб навичку руху в заданому напрямку, уникаючи дії больового подразника. Черв'яка потрібно більше 150 спроб, щоб з меншою кількістю помилок рухатися в лабіринті праворуч, уникаючи удару електричним струмом, який він отримував, рухаючись зліва. А щоб перевчитися, тобто змінити це "завчене" рух, потрібно було понад 225 спроб. Отже, ганглієва нервова система хробака дає змогу не тільки виробляти нові форми поведінки, але і зберігати навички, що свідчить про наявність у дощового черв'яка примітивної форми "пам'яті". У хребетних тварин в зв'язку з умовами життя нервова система набагато ускладнилася. Процес інтеграції і цін-тралізацін дій нервової системи привів до створення цереброспинальной нервової системи, що складається зі спинного та головного мозку. Головний мозок утворився з мозкової трубки, тому нервову систему хребетних тварин називають трубчастої. В процесі розвитку хребетних тварин під впливом умов життя утворилися довгастий мозок і мозочок, середній і проміжний мозок і великі півкулі головного мозку. Їх будова ускладнилося і розвинулися функції кори великих півкуль головного мозку. Кора великих півкуль об'єднує, інтегрує і регулює всю діяльність організму. Вищі відділи головного мозку виникли поступово, їх структура і функції у хребетних не однакові і залежать від природних умов життєдіяльності. Тварини, що стоять на вищому щаблі розвитку, мають більш розвинений головний мозок. Показові дані про розвиток головного і спинного мозку у тварин і людини: якщо розвиток спинного мозку взяти за 1, то питома вага головного мозку щодо спинного буде таким: у черепахи - 1, у півня - 1.5, у коня - • 2.5, у кішки - 3, у собаки - 5, у шимпанзе - 159 у людини - 49. З еволюцією тваринного світу питома вага кори головного мозку зростає, набуваючи ве дущіе функції. Дослідженнями доведено, що екстирпація (знищення) кори по-різному позначається на зоровій та руховій функціях тварин, що стоять на різних етапах біологічної еволюції. Що стосується зорової функції, то птиці після руйнування кори великих півкуль продовжують бачити, сідають на намічену місцевість, щури - Не будете звертати уваги форми, реагують тільки на світло, мавпа - сліпне. Птахи після знищення кори великих півкуль продовжують літати, у кішки руху відновлюються через декілька годин, собака через 24 години може стояти, але її руху втрачають координацію, мавпа може стоятитол'ко зі сторонньою допомогою. Викорінення півкуль головного мозку у риб не позначається на їх життєдіяльності, у жаб - майже не позначається, у птахів - • позначається частково: одужавши, птах починає літати, але не орієнтується в оточенні; кішка не нападає на мишу навіть коли вона голодна, собака не знаходить їжі, не впізнає господаря, втрачає можливість набувати досвіду.