Он предложил различать несколько видов оборотов, в том числе: правильные (содержат все четыре момента психического процесса), неправильные (содержат только часть из них), равномерные (не имеют преобладания одного момента над другим), неравномерные, частные (начинаются с внутренних ощущений), общие (начинаются с внешних ощущений), простые, составные (состоят из простых, частных и общих), страдательные (обусловливаются преобладающим действием среды на организм) и действительные (обусловливаются преобладающим действием организма на среду).
В качестве наглядного метода демонстрации оборотов Н.Я. Грот использовал графические схемы, одним из первых в России применив графический метод в психологии. С помощью окружности идеального типа он изображал простой, правильный и равномерный оборот. В теории Н.Я. Грота такой оборот замкнут на среду, поскольку движения субъекта вызывают изменения в среде, вновь ощущаемые субъектом.
Также в своей докторской диссертации ученый изложил эволюционную теорию умственных процессов, созданную на основе дея-тельностного подхода. По его теории, умственные процессы — это внутренние моменты психических процессов, из которых состоит познавательная деятельность. В каждом из них Н.Я. Грот выделял периферическое движение, которое снабжает субъекта познавательным материалом, и первичное движение, направленное к выражению умственных приобретений. Последнее опосредуется умственными движениями, при этом порождая некоторые продукты. Они соответствуют определенной ступени развития мышления и познавательной деятельности.
Процесс психического развития непрерывен и проходит 4 ступени: бессознательную, сознательную, произвольную и методическую. Каждая из этих ступеней имеет 3 стадии — подготовительную, основную и дополнительную. Эти стадии непрерывно переходят друг в друга, низшие ступени сосуществуют с высшими. Таким образом, Н.Я Грот пришел к выводу, Что бессознательное, сознательное и самосознание взаимосвязаны в развитии психики.
Развитие психики, по мнению Грота, следует толковать как развитие сознания в широком смысле. Нейрофизические процессы являются при этом низшей, а процессы самосознания — высшей ступенью развития сознания
Интеллектуальные явления являются элементами самосознания и объективируются посредством речи, которая зарождается и развивается вместе с самосознанием. Развитие самосознания влечет развитие произвольности в умственной жизни и поведении индивида. При этом с дальнейшим развитием самосознания человек все больше освобождается от влияния среды, центр тяжести в ориентации психики смещается от пассивности к активности, от психической жизни к психической деятельности.
Все виды умственных процессов были разделены Гротом на 2 типа. Первый тип отличается соединением внешнего разнородного в целое, а второй — сгущением внутренне общего из разнородных частей.
После защиты этой диссертации он был единогласно избран профессором кафедры философии Новороссийского университета в Одессе, где преподавал три года Осенью 1886 г ученый переехал в Москву, где получил кафедру в Московском университете.