Свидетельством наличия простейших когнитивных процессов (сознания) у животного рассматривается осведомленность самого животного о действии на него внутренних и внешних стимулов.
Данное явление лежит в основе сознания как «способности генерировать ментальную картину, в которой происходит интеграция разнообразной информации с целью управления поведением». Именно сознание предполагает разные мотивационные состояния поведения, известные как страх, боль, голод, жажда, удовольствие. Эти состояния определяют качество жизни и, следовательно, могут быть использованы для оценки уровня благополучия животного, несмотря на их субъективную природу.
Объективно наличие сознательных мотивационных состояний у рыб доказывают результаты исследований анатомии, физиологии и поведения разных видов рыб. Доказательством наличия или отсутствия когнитивных способностей может выступать характер ответных реакций животного на стимулы. Поведение по принципу «стимул-ответная реакция» относится к категории безусловных рефлексов и отражает наличие у животного примитивной чувственной психики. В англоязычной литературе данный тип поведенческих ответов животных называется «процедурной репрезентацией» в противовес «декларативной репрезентации» у животных со сложной когнитивной психикой. Когнитивная психика предполагает в ответ на действие того же стимула иную реакцию. Она включает избирательную реактивность животного (оценку биологической значимости стимула), ожидание и целенаправленные локомоции, т. е. когнитивная психика обеспечивает избирательность поведения и более высокую адаптивную результативность поведения.
У рыб имеются нейроанатомические, физиологические и поведенческие атрибуты когнитивной психики и, следовательно, свидетельства аффективных состояний, которые, в свою очередь, доказывают наличие страданий у рыб. Несмотря на большие различия в строении мозга рыб и высших позвоночных животных, головной мозг рыб, тем не менее, включает ряд структур с функциями, которые у высших позвоночных возлагаются на отсутствующие у рыб большие полушария с их корой и подкорковыми ганглиями. Электрофизиологические исследования мозга рыб выявляют многие аналогии функций их мозга и мозга высших позвоночных. Наконец, исследования поведения рыб не дают оснований для того, чтобы оценивать поведение рыб как примитивное по схеме «стимул-ответная реакция». Свой личный опыт рыбы формируют при помощи тех же инструментов, что и высшие позвоночные. Для них характерен импринтинг, реакция следования, научение методом подражания, условные рефлексы второго и третьего порядка.