对非横纹肌组织的条件反射已经开展了相当多的研究工作。胃的环形非横纹肌在胃部的食物排空以后开始有节律的收缩运动。这些所谓的饥饿收缩充当了我们熟悉的最有力的一般刺激。这些刺激开创了通常所谓的探求性（exploratory）人体反应。在得到并吃了食物以后，胃的收缩才平息下来。完全可以改变胃的这些反应的规律，使之适应于我们正常的用餐时间。抚养得当的婴儿每隔3小时喂食一次，婴儿往往就在3小时间隔结束时醒过来并开始躁动不安或啼哭。现在把喂食的时间改为4小时一次，几天以后，婴儿也就会在4小时结束时醒过来。
这个领域内所作的最令人感兴趣的实验之一便是凯森对瞳孔反射所作的试验。在眼睛里有两组非横纹肌纤维。当辐射状肌肉收缩时瞳孔便扩大，当环形肌肉或括约肌收缩时瞳孔便缩小。这种无条件反应公式是：
如同在其他各种反射中一样，这里也发生刺激的替代现象。当我们增加或减少光的强度对被试视网膜进行照射时，同时用电铃或蜂鸣器刺激被试，结果会使被试形成条件反射，即单独用声音刺激也会引起被试的瞳孔收缩或者扩大。