У процесі дослідження нормальних фізіологічних відносин стало ясним, що пройти повз патологічних (хворобливих) порушень вищої нервової діяльності неможливо. Часто в інтересах фізіологічного вивчення вищої нервової діяльності доводилося штучно викликати у собак патологічні зміни в мозку. Встав, природно, питання, чому не скористатися для поглибленого вивчення тими випадками хворобливих явищ, які представляються самої життям, без нашого втручання? Такі випадки можна спостерігати в психіатричних лікарнях, і з цією метою Іван Петрович влітку 1918 року починає відвідувати психіатричну лікарню на Питомій. Тут, у лікарні, Павлов зустрівся з поруч випадків психічних захворювань (психозів) і проаналізував їх у ряді доповідей, починаючи з 1919 року, з точки зору свого вчення про вищої нервової діяльності. Павловський аналіз дав можливість зрозуміти багато з того, що до тієї пори було неясним, і розробити деякі лікувальні заходи, успішно застосовувані в даний час при лікуванні психічних захворювань.
Окрім психозів, Іван Петрович в останні роки свого життя займався вивченням неврозів - тимчасових порушень діяльності центральної нервової системи, які нерідко спостерігалися і у собак і могли бути викликані у них експериментальним шляхом.
Протягом багатьох років вивчення вищої нервової діяльності у собак в лабораторіях В. П. Павлова спостерігали, що процеси збудження і гальмування у різних собак протікають по-різному. Подальший аналіз показав, що всі собаки за характером їх вищої нервової діяльності розподіляються на чотири основні групи: дві групи - з неврівноваженими процесами збудження і гальмування: збудливих і гальмувати ^ ся тварин, та дві групи - з врівноваженими процесами: дуже спокійних і дуже жвавих тварин. Відмінності в характері протікання основних нервових процесів у цих груп тварин Іван Петрович пояснив відмінностями типу їх нервової системи.
Можна це перенести на людину? - запитує Павлов. Чому ж немає? «Ми з повним правом можемо перенести встановлені на собаці типи нервової системи (а вони так точно охарактеризовано) на людину. Очевидно, ці типи є те, що ми називаємо у людей темпераментами. Темперамент є найбільш загальна характеристика кожної окремої людини, сама основна характеристика її нервової системи, а ця остання кладе ту чи іншу друк на всю діяльність кожного індивідуума».
Вперше класифікація темпераментів була дана більш двох тисяч років тому Гіппократом, охарактеризовавшим холеричний, сангвінічний, флегматичний і меланхолійний темпераменти. І. П. Павлову належить величезна заслуга підведення під гиппократовскую систематизацію фізіологічного фундаменту і створення вчення про типи нервової системи.
Тип нервової системи (темперамент) має велике значення для характеру розвиваються порушень вищої нервової діяльності як у тварин, так і у людини.
Так, при вивченні експериментально викликаних неврозів у собак виявилося, що особливо легко вони викликаються у тварин неврівноважених типів нервової системи. Залежно від типу нервової системи і лікувальні впливи повинні бути різними. Це спостереження Павлова стало цінним внеском у медицину.
В 1931 році в Ленінграді були спеціально організовані дві клініки: клініка неврозів і психіатрична, в яких під особистим невтомним керівництвом Івана Петровича проводилося вивчення різних порушень вищої нервової діяльності людини і вироблялися нові, фізіологічно обґрунтовані способи полегшення людських страждань. Так на схилі свого життя знову прийшов Іван Петрович в клініку, закріплюючи союз теоретичної науки - фізіології - з практичної - лікувальною медициною.
