Разработка проблемы нервно-мышечных связей началась с критики представлений о наличии в нервной системе и мышцах «животных духов». Еще в XVII столетии английский ученый Я. Сваммердам, занимающийся сравнительной анатомией и физиологией, опытным путем установил, что объем мышцы при ее сокращении не изменяется.
Этот факт ставил под сомнение существование «животных духов». С этого времени старое представление о «животных духах» заменяется понятием нервной возбудимости.
Многие опыты Сваммердама касались изучения ряда жизненных функций организма в связи с удалением головного мозга. Им было установлено, что многие из органических функций, в том числе и двигательные, после удаления головного мозга остаются сохранными в течение определенного времени. Это давало основание считать, что органические функции и непроизвольные движения с деятельностью мозга не связаны. Подобный взгляд на природу непроизвольных движений означал зарождение рефлекторного атомизма. Ему противостояла другая точка зрения, согласно которой все произвольные и непроизвольные акты имеют единую анатомо-физиологическую основу. Голландский врач Г. Бургав на основе многочисленных опытов обнаружил, что произвольные и непроизвольные движения осуществляются одними и теми же мышцами и характер сокращения их также одинаковый. В связи с этим Бургав возражал против строгого разделения двигательных актов на произвольные и непроизвольные. Он впервые описал процесс перехода произвольных движений в непроизвольные.
Важным для развития рефлекторной теории явилось подтверждение Бургавом догадки александрийских врачей и Галена о чувствительных и двигательных нервах как анатомической основе движений, рефлекторного механизма.
До XVIII в. принцип машинообразности, выдвинутый Декартом, оставался без названия. Лишь в 1736 г. Аструх Монпелье вводит термин «рефлекс», понимая его в физическом смысле как зеркальное отражение. С этого времени понятие рефлекса становится общепринятым.
В XVIII в. большую роль в развитии физиологии рефлекса сыграл А. Галлер. Продолжая линию Сваммердама, Галлер вновь приходит к убеждению, что для мышечного сокращения участие головного мозга необязательно.
Многочисленными опытами он установил автономный характер мышечного сокращения, что и свидетельствовало о полной безучастности центрально-мозговых структур в простейших элементарных нервно-мышечных реакциях. Под влиянием опытов и взглядов Галлера позиции рефлекторного атомизма еще более укрепились.
Против рефлекторного атомизма Галлера выступил английский ученый Р. Витт. Множество конкретных фактов, которыми располагал Витт, убеждали его в том, что, с одной стороны, нельзя «втискивать разум» в каждый нервно-мышечный акт, но и нет оснований сводить движения только к машинообразным, с другой. Чтобы разрешить это противоречие, Витт вводит новый «чувственный принцип», как будто бы примиряющий принцип машинообразности с принципом участия души в нервно-мышечных реакциях. По его мнению, все двигательные акты, включая и непроизвольные, содержат в себе чувственные компоненты. Ценным во взглядах Витта, как полагал П. К. Анохин, является попытка «объединить все многообразие машинных, автоматических и произвольных реакций в одном неврологическом принципе». Витт одним из первых обратил специальное внимание на возможность вызвать ряд органических рефлексов от одного вида внешнего предмета. С именем Витта связывают завершение первого периода в истории рефлекса, поскольку ему удалось рефлекторному принципу «придать такую четкость и такой физиологический смысл, какой уже не изменялся вплоть до классиков рефлекса XIX столетия».