Особое внимание в экспозиции уделено физиологии высшей нервной деятельности, то есть функции высшего отдела центральной нервной системы — коры больших полушарий головного мозга, посредством которой обеспечиваются сложнейшие отношения организма с окружающей внешней средой. Выразительные биогруппы «Материнский инстинкт леопарда», «Ориентировочный рефлекс крапчатого суслика», «Оборонительный рефлекс ежа» и другие демонстрируют различные проявления высшей нервной деятельности у животных.
В зале проводятся экскурсии «Кто всему голова» для младших школьников, «Нервная система и высшая нервная деятельность» (с демонстрацией опытов) и «Железы внутренней секреции» для старшеклассников и студентов. Проводится практическое занятие «Физиология мышц».