У человека в отличие от животных в процессе труда и общественной жизни развился звуковой язык. Слова и сочетания слов, которые мы слышим, видим или ощущаем при произношении, также сигнализируют собой определённые предметы или отношения окружающих нас вещей. Это составляет вторую сигнальную систему, являющуюся продуктом общественной жизни и образующую специально человеческую «прибавку», не имеющуюся у животных.
«В развивающемся животном мире на фазе человека,— пишет И. П. Павлов,— произошла чрезвычайная прибавка к механизмам нервной деятельности. Для животного действительность сигнализируется почти исключительно только раздражениями и следами их в больших полушариях, непосредственно приходящими в специальные клетки зрительных, слуховых и других рецепторов организма... Это — первая сигнальная система действительности, общая у нас с животными. Но слово составило вторую, специально нашу, сигнальную систему действительности, будучи сигналом первых сигналов».
О значении словесных воздействий И. П. Павлов пишет: «слово для человека есть такой же реальный условный раздражитель, как и все остальные общие у него с животными, но вместе с тем и такой многообъемлющий, как никакие другие, не идущий в этом отношении ни в какое количественное и качественное сравнение с условными раздражителями животных. Слово, благодаря всей предшествующей жизни взрослого человека, связано со всеми внешними и внутренними раздражениями, приходящими в большие полушария, все их сигнализирует, все их заменяет и потому может вызвать все те действия, реакции организма, которые обусловливают те раздражения».
Вторая сигнальная система неразрывно связана с первой; у человека всегда имеет место взаимодействие обеих сигнальных систем. Вторая сигнальная система позволяет в обобщённом виде сохранять накопленные знания, служит общению между людьми и лежит в основе механизма человеческого мышления. Через вторую сигнальную систему, в её взаимодействии с первой, осуществляется решающее влияние общественных условий на развитие сознания человека; через вторую сигнальную систему сознание человека проявляется в его общественной деятельности.
Речь возникла в процессе коллективного труда, когда у формировавшихся людей неизбежно должна была появиться «потребность что-то сказать друг другу» (Энгельс).
Одновременно формировался и орган человеческого сознания — кора большого мозга человека. «Сначала труд,— как указывает Энгельс,— а затем и рядом с ним членораздельная речь явились самыми главными стимулами, под влиянием которых мозг обезьян мог постепенно превратиться в человеческий мозг, который, при всем сходстве в основной структуре, превосходит первый величиной и совершенством».
Мозг человека отличается от мозга всех животных, в том числе и высших обезьян, прежде всего по своему размеру: средний вес головного мозга человека — 1 400 г, тогда как средний вес мозга человекообразных обезьян — от 400 до 500 г.
Исключительно высокое развитие имеет у человека кора больших полушарий. Она представляет собой пластинку толщиной в 3—4 мм, облегающую снаружи большие полушария. При микроскопическом исследовании обнаруживается, что кора состоит из ряда слоев, отличающихся друг от друга по типу и функциям, имеющихся в них нервных клеток. Отходящие от этих клеток нервные волокна связывают их с органами чувств, с органами движения, а также образуют связи между клетками. В коре насчитывается около 16 миллиардов нервных клеток.
Кора большого мозга человека является целостным органом, отдельные части которого, выполняющие различные функции, теснейшим образом связаны друг с другом.
Параллельно с развитием мозга шло развитие его ближайших орудий — органов чувств и органов движения. Важнейшее значение на первых этапах имело развитие руки, являвшейся у формировавшихся людей и органом трудовых движений, и органом познания вещей посредством осязания. Не меньшее значение получило и развитие человеческого голосового аппарата, способного производить членораздельные звуки, человеческого уха, способного воспринимать членораздельную речь, и человеческого глаза, способного замечать в вещах то, что недоступно ни одному из животных.
Основные принципы работы коры головного мозга, общие для человека и высших животных, изложены выше, в §3.
Учение И. П. Павлова о второй сигнальной системе и её взаимодействии с первой указывает на специфически человеческие механизмы высшей нервной деятельности. Основные законы высшей нервной деятельности, установленные И. П. Павловым, являются общими для всех людей. Но содержание психической жизни человека определяется в первую очередь воздействием общественных условий, в которых человек живёт и действует. С изменением общественной жизни существенным образом меняется психология людей, как совокупность исторически обусловленных особенностей, привычек, знаний, мыслей и чувств. Эти изменения в духовном облике людей представляют собой то, что отличает человека одной исторической эпохи от другой, одного класса от другого.