Нейропсихологический подход к пониманию мозговых механизмов саморегуляции деятельности заложен в трудах А. Р. Лурия, П. К. Анохина и развивается их учениками и последователями. На большом экспериментальном материале показано, что мозг работает как сложная система функциональных блоков, каждый из которых выполняет свои специфические задачи.
Ведущим в отправлении акта саморегуляции определен лобно-ретикулярный комплекс (А. Р. Лурия, М. Н. Фишман, Е. Д. Хомская, Л. С. Цветкова и др.). Массивные поражения лобной области ведут к расстройству планирования последовательности действий и тех процессов, которые связаны с контролем осуществления той или иной деятельности, с коррекцией запланированной деятельности.
А. Р. Лурия доказал социальную обусловленность регулирующей функции мозга, формирующейся в онтогенезе, с развитием регулирующей функции речи. По́зднее развитие и медленное созревание лобных долей обусловливает большую длительность процесса формирования у ребенка произвольных форм управления психическими функциями и поведением.
На основании многочисленных исследований структурно-функциональной организации мозга установлены некоторые нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе таких проявлений у детей, как неустойчивость внимания, отвлекаемость, неумение сосредоточить внимание на одном конкретном действии или предмете, трудности в выработке плана действий, низкая познавательная активность и работоспособность (И. Ф. Марковская, М. Н. Фишман). Показана регулирующая и контролирующая роль лобных отделов головного мозга, а также функционального состояния регуляторных структур ствола мозга, в первую очередь таламо-корковых и лобно-таламических связей.
С помощью метода нейропсихологического анализа была дифференцирована работа различных корковых инстанций при выполнении интеллектуальных задач (Т. В. Ахутина, А. В. Семенович, Л. С. Цветкова, Г. В. Шавырина), что позволило объективировать раздельное функционирование целостно-поведенческого и гностического уровней системы интеллектуальной саморегуляции и на этой основе предложить новые подходы и способы индивидуализированной коррекции.
С точки зрения дифференциальной психофизиологии саморегуляция понимается как функция мозга, определяющая наиболее устойчивые способы регулирования действий, состояний, предрасположений, направленных на достижение определенных целей поведения (В. Д. Небылицын). Эти устойчивые особенности саморегуляции во многом обусловливаются особенностями общего типа высшей нервной деятельности и, в свою очередь, обусловливают возможности деятельности человека, в том числе и умственные (Н. С. Лейтес).