ในระดับวิวัฒนาการที่สูงขึ้น ช่วงของปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเรียนรู้นั้นกว้างขวางกว่า สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิดแสดงการเรียนรู้ที่หลากหลายดังต่อไปนี้นี่คือรูปแบบการเรียนรู้ที่ศึกษาโดย Ivan Petrovich Pavlov (1849–1936) สิ่งกระตุ้นที่เป็นกลางบางอย่าง เช่น กระดิ่ง การเรียนรู้ จะถูกนำเสนอก่อนที่จะมีการกระตุ้นที่มีประสิทธิภาพบางอย่าง (เช่น อาหารหรือกรดที่ใส่ไว้ในปากของสุนัข) การตอบสนอง เช่น การหลั่งน้ำลาย ซึ่งแต่เดิมเกิดขึ้นจากสิ่งกระตุ้นที่มีประสิทธิผลเท่านั้น ในที่สุดก็จะปรากฏขึ้นเมื่อมีการนำเสนอสิ่งเร้าที่เป็นกลางในตอนแรก การตอบสนองดังกล่าวได้กลายเป็นเงื่อนไข การปรับสภาพแบบคลาสสิกดูเหมือนจะง่ายที่สุดสำหรับปฏิกิริยาที่ไม่สมัครใจซึ่งสื่อกลางโดยระบบประสาทอัตโนมัติ