条件反射是在非条件反射的基础上形成的。由此可以设想在条件反射形成之后，条件刺激神经通路与非条件反射的反射弧之间必定发生了一种新的暂时联系。
关于暂时联系的接通，目前尚有争论。曾经认为哺乳动物条件反射的暂时联系，是发生在大脑皮质的有关中枢之间。以上述铃声形成条件反射（唾液分泌）来分析，条件刺激（铃声）作用时，使内耳感受器产生兴奋，沿传入神经（听神经）经多次换元传到大脑皮质，使皮质听觉中枢形成一个兴奋灶。与此同时，非条件刺激也在皮质的唾液分泌中枢形成另一个兴奋灶。这两个兴奋灶之间虽有结构上的神经联系，但在条件反射形成之前没有功能上的联系，只有在条件刺激与非条件刺激多次结合强化之后，由于兴奋的扩散，这两个兴奋灶之间在功能上逐渐接通，即建立了暂时联系（temporary connection）。
关于暂时联系的接通机制，巴甫洛夫当时曾认为非条件刺激（食物）的皮质代表区的兴奋较强，可以吸引条件刺激（如声音）的皮质代表区的兴奋，从而使两个兴奋区的神经联系接通。后来他的一位继承人认为，不是强的兴奋吸引弱的兴奋，而是强的兴奋沿皮质扩散开来，与弱兴奋相遇。最近，巴甫洛夫另一位继承者又提出一个假说，他认为接通机制是由于信号和非条件刺激的反复同时出现，引起两种刺激的皮质代表区兴奋性提高，使活化的神经元数量增加。在此之前，多数神经元仅为某种特定模式的刺激所活化，而现在则可以为另一些模式的刺激所激活，从而变为多模式的神经元，这就是暂时联系形成的功能基础。总之，暂时联系的接通机制问题还有待更深入的研究。
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