В конце 1950г. Д.А.Бирюковым был организован Отдел сравнительной физиологии и патологии нервной деятельности. Научные направления работы определялись апологическим подходом к решению проблем нейрофизиологии. Были предприняты систематические исследования в области экологической физиологии человека. В 1970г. Отдел был реорганизован в Отдел экологической физиологии, который до 1996г. возглавлял Н.Н.Василевский. Многолетние исследования действия экологических факторов, проводимые в Отделе, создали необходимую базу MS фундаментальных работ в области экологической физиологии человека. Главное внимание уделяется слабым факторам - наиболее распространенным и неизученным, Показано, что реакции на них во многом индивидуальны, а вероятность патологии определяется адаптационными возможностями человека.

Выдвинута концепция беспороговости действия экологических факторов. Наличие кумулятивных процессов при хронических подпороговых экспозициях, систематическое выявление ранее неизвестных сторон действия ксенобиотиков позволяют заключить, что предельно допустимый уровень концентрации фактора - динамичное понятие и при отсутствии периодической коррекции не может быть гарантом благополучия человека и окружающей среды.

Установлено, что устойчивость организма к экологически значимым факторам связана с адаптивной пластичностью нервной системы и ее биоритмологическими характеристиками. Ранее па больших контингентах испытуемых было выделено три типа организации основных нервных процессов - высоко-, средне- и низкоадаптивный. Эта классификация оправдала себя при изучении нервно-системных реакций на электромагнитные, химические факторы внешней среды, сочетание климатогеографических факторов с боевым стрессом; при напряженной операторской и профессиональной деятельности.

Повышенная адаптивная пластичность определяется, в частности, множеством адаптогенных биоритмов, заложенных в организме. Высокий уровень развития циклических форм физиологической активности -предвестник нормального хода адаптационного процесса. Низкая пластичность предопределяет функционирование систем на пределе физиологических возможностей, следствием чего является подавление циклических взаимодействий, функциональное разобщение структур мозга. Такие неспецифические проявления действия экологических факторов лежат в основе субклинической патологии, поскольку с увеличением времени контакта с ними снижается активность правого полушария, сопровождающаяся падением функциональных резервов мозга и неудовлетворительным ходом адаптационного процесса, вплоть до его срыва.

Результаты, полученные в фундаментальных исследованиях, нашли применение в диагностике до нозологических состояний, выделении групп риска, прогнозировании состояния человека, профессиональном отборе. Разработана аппаратура и программное обеспечение, принципиальные элементы которых имеют патентную защиту. Массовое профилактическое обследование (на основании 300 медико-гигиенических, психологических и других показателей) показало, что индивидуально-типологическая принадлежность и функциональный резерв головного мозга являются системообразующими факторами - 78 показателей связаны с тремя типологическими группами, 54 - с функциональным резервом. Для группы с пониженными функциональными резервами это говорит о напряжении нервной и иммунной систем. Для среднеадаптивной группы - указывает на сопутствующую патологию. Низкоадаптивную группу характеризуют прямые показатели наличия нозологических форм заболеваний. Лица низкоадаптивной категории и с пониженным функциональным резервом относятся к группе максимального риска и нуждаются в систематических медицинских освидетельствованиях.

Углубленный анализ позволил выделить два внутрисистемных фактора, связанных с высокочастотными компонентами ЭЭГ (альфа- и бета-ритмы). У высоко- и среднепластичных испытуемых, а также лиц с повышенными резервами ведущая роль в пространственной координации биоэлектрических процессов головного мозга принадлежит альфа-ритму. В формировании пространственной структуры (паттерна) ЭЭГ низкопластичных испытуемых и лиц с пониженными резервами участвуют как альфа-, так и бета-ритм. Есть основания полагать, что при некоторых функциональных нагрузках и патологических состояниях возможно усиление управляющей роли тета-ритма. Создано программное обеспечение для идентификации активационных и тормозных микросостояний ЭЭГ и раздельное отображение их пространственных паттернов.

Развитие идей Н.Н.Василевского о знакопеременном биоуправлении привели к созданию интеллектуального комплекса "Кардиотренинг" для тренировки сердечного ритма (при наличии функциональных нарушений) и оценки адаптационных возможностей сердечно-сосудистой системы. Принципиальным отличием от других систем с биологической обратной связью является наличие адаптивного программного модуля, в котором задание на каждую последующую пробу формируется на основании анализа предыдущей, У 90% испытуемых, прошедших сеансы кардиотренинга, положительные результат:
сохранялись в течение года. Следующим шагом в развитии комплекса предполагается создание системы оценки артериального давления, в которой отсутствует известная всем манжета. Это позволит получать значения давления синхронно с каждым сердечным выбросом.

В перспективе предстоит изучить реакции мозга и кардиорсснираторной системы на субсенсорные экологически значимые и индифферентные стимулы, исследовать управляющую роль тета-ритма в формировании пространственной ЭЭГ при некоторых нагрузках и патологических состояниях. Сравнение испытуемых разных типологических групп, имеющих разный функциональный резерв и подвергающихся различным нагрузкам, вероятно, позволит глубже понять смысл взаимосвязи двух .неотделимых друг от друга нервных процессов: возбуждения и торможения.