1906年，在划时代的著作《神经系统的整合作用》中，谢灵顿划出了大脑皮层的运动区，确定了控制身体各部分感觉和运动的区域，对现代神经生理学，尤其是脑外科和神经失调的临床治疗，有重大影响。时至今日，这本书依然是神经生理学的经典，相当于牛顿定律在物理学上的地位。
大脑内部运动皮层图谱的划出，进一步激发了他的研究信心和兴趣。时隔不久，他又指出中枢神经系统的较高中心对较低中心有抑制作用。在1933年他出版的《大脑及其作用机制》中宣称，思维与大脑的关系仍然缺乏基础，并且把自己的理论引向了哲学，他也因此被称为“神经系统的哲学家”。
此外，谢灵顿还详细地研究了姿势和行走的反射基础，给中枢神经系统的整合功能作了具体生动的描绘。对《神经系统的整合作用》中所提出的概念定理进行了检验和提炼。提出了“抑制”和“突触”等基本概念。“抑制”是谢灵顿最关注的问题之一，他用25年实践所得到的论据。证明了“抑制”虽然在性质上与兴奋相同，并服从同样的规律，但它是一种不同的现象。从伸肌反射和屈肌反射中看到的肌肉收缩现象出发，进而推论“突触”处所发生的情况，从而发现了脊髓运动神经元。
谢灵顿还是一个文学爱好者。在业余时间，他还创作了一些面向普通大众的作品，如为人们广为传阅的巨著《人的本质》、诗集《布拉班图斯的试金石》等等。此外，他还是一个藏书家，在他的书房，收集着不同时期各种版本的图书。1952年，因心脏病发作，他在英国的苏塞克斯逝世。
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