L'esperimento più significativo in questo senso è quello che è passato alla storia come "Il cane di Pavlov". In questo esperimento Pavlov fa precedere all'azione di dare del cibo a un cane il suono di un campanello; nella prima fase dell'esperimento Pavlov fa suonare il campanello e non rileva nessuna secrezione salivare nel cane; in seguito gli fornisce la carne e lo stimolo viene attivato; nella fase successiva il campanello viene fatto suonare mentre al cane viene dato il cibo. Infine nella terza fase viene rilevato uno stimolo salivare già al solo suono del campanello: il cane associa al suono del campanello l'arrivo del cibo e ciò provoca in lui una secrezione salivare, l'acquolina in bocca, appunto. Il campanello diventa quindi lo stimolo condizionato. Dopo molti esperimenti sui processi digestivi, Pavlov intuì come alcuni stimoli che non sono direttamente collegati al cibo, possano generare secrezioni salivari, note comunemente come "acquolina in bocca"; poté quindi dimostrare che il cervello controlla i comportamenti non solo sociali, ma anche fisiologici.