В монографии приведены результаты экспериментальных исследований вероятностных механизмов деятельности нервной системы: субклеточных структур, нервной клетки, нейронных ансамблей, функциональных систем мозга. На каждом уровне конструкции нервной системы рассмотрено соотношение жесткого и вероятностного обеспечения функции как результат оптимальной организации информационно-управляющей деятельности структур мозга. На базе теоретических обобщений результатов собственных исследований и литературных данных выдвигается и развивается оригинальное представление о вероятностных нейронных ансамблях как основе структурно-функциональной организации нервной системы, обеспечивающей свойства высокой ее надежности и пластичности. Описан ряд оригинальных приемов информационного анализа вероятностных механизмов и размытой логики адаптивного поведения целостного организма и его функциональных систем, обусловленного регуляторной деятельностью нервных структур.